CC BY
40
© Т. М. Явишева, Е. Г. Хлынина, 1996 УДК 616-006-091:576.3/.4
Т. М. Явишева, Е. Г. Хлынина
К ВОПРОСУ О РЕГУЛЯЦИИ ПРОЛИФЕРАЦИИ И ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ В НОРМАЛЬНОМ ЭПИТЕЛИИ И ОПУХОЛИ ЛЕГКОГО
Отдел молекулярно-биологических и радиоизотопных методов исследовании
Устойчивость организации на всех этапах развития определяется силой взаимодействия его частей и регуляторными механизмами, лежащими в основе этих взаимодействий. Еще И. В. Давыдовский в 1962 г. [2] писал: «Клетка рака — это не «раковые клетки», не некая раса, не продукт естественного отбора, скрещивания, кор-пуляции, мутации и т. д. Клетки опухоли —это нормальные клетки в особых условиях существования».
Поэтому целью нашего исследования явилось изучение морфофункциональных особенностей нормальной ткани, а затем опухолевой для того, чтобы выявить некоторые особые условия, которые могут приводить к трансформации нормальных клеток в опухолевые.
Материалы и методы. Изучали клетки базального слоя многослойного эпителия роговицы 60 глаз половозрелых мышей линии ВАЬВ/с]. В утренние (8—9) и вечерние (15—16) часы было изучено по 30 глаз. Изготавливали плоскостные препараты, обрабатывали их нитратом серебра по Ранвье (взято из Б. Ромейс [4]). Исследовали также отпечатки опухолевой ткани рака легкого, обработанные по Ранвье, 14 больных в возрасте от 40 до 60 лет. Отпечатки брали с разных участков опухоли, таким образом на каждую опухоль приходилось по 3 образца. Весь материал был обработан на анализаторе изображения «Копиоп» (Германия). Анализировали гистограммы распределения нормальных эпителиальных и опухолевых клеток по углам наклона клеток к оси абсцисс. В каждом конкретном случае исследовали 250 клеток. Определение углов наклона или направлений длинных осей клеток дает возможность анализировать поля, образуемые параллельно ориентированными линиями сгущения клеток [I]. Статистический анализ материала проводили с помощью непараметрического критерия Вилкоксона — Манна — Уитни.
Ранее нами [6] выявлена очевидная зависимость митотической активности клеток в зависимости от времени суток, что позволяет оценивать пролиферативную активность эпителия в динамике. В связи с этим для удобства рассмотрения изменения угла наклона клеток в течение всего пролиферативного процесса в эпителии нами выделены: спокойный период, когда пролиферативные процессы в эпителии слабо выражены и численность клеток пика I равна 30—20%; период начала пролиферации, когда количество клеток пика / снижается до 19—16%; период усиления пролиферации при значении пика / 13—11%; «скачок», т. е. период перехода 5% вытянутых клеток в митоз, где начало «скачка» — когда численность клеток пика I достигает около 10%, дальнейшее развитие «скачка» — количество клеток пика I равно 9—8%, максимальное развитие «скачка» при численности клеток пика / 7—6%.
Результаты и обсуждение. В предыдущих наших исследованиях [6] выявлено, что наибольшее количество среди клеток базального слоя эпителия роговицы глаза мыши составляют клетки пика I (30%), которые в процессе усиления пролиферации постепенно переходят в свою производную форму — вытянутые клетки, непосредственно вступающие в митоз. Наряду с этими клетками в популяции эпителия существуют клетки пика Б, которые, подобно клеткам пика 1, постепенно переходят в свою производную форму — клетки пика А. В момент, когда численность клеток пика Б будет рав-
T. M. Yayisheva, E. G. Khlynina
TO THE PROBLEM OF REGULATION OF PROLIFERATION AND DIFFERENTIATION IN NORMAL EPITHELIUM AND IN LUNG TUMORS
Department for Molecular Biological and Radioisotopic Methods of Investigations
The stability of the organization at all development stages is determined by the strength of interactions of its parts and the regulatory mechanisms underlying these interactions. I. V. Davydovsky wrote in 1962 [2] that “cells of cancer are not ’cancer cells’, not a particular race, not a product of natural selection, crossbreeding, corpulation, mutation etc. Tumor cells are normal cells under particular conditions of existence.”
That is why the purpose of our investigation was to study morphological and functional peculiarities of normal and neoplastic tissues and to discover some specific conditions which may lead to transformation of normal cells into neoplastic ones.
Materials and Methods. We studied cells of the corneal epithelial basement of 60 eyes from mature BALB/cj mice. Portions of thirty eyes each were studied in the morning (8-9 o’clock) and in the evening (15-16 o’clock). Plane preparations were stained with silver nitrate according to Ranvier (cited from B.Romeis [4]). We also studied lung carcinoma smears from 14 patients aged 40 to 60 years, having undergone Ranvier staining. The smears were taken from different tumor areas at 3 samples per each tumor. The whole material was analyzed using a Kontron (Germany) image analyzer. Distribution histograms of normal epithelial and neoplastic cells were analyzed with respect to cell inclination to the x axis. 250 cells were studied in every case. The determination of the inclination angles or orientations of cell long axes allowed analysis of fields composed by cell condensation lines oriented in parallels [1]. Statistical analysis of data was performed using the Wilcoxon-Mann-Whitney distribution-free test.
We established previously [6] a clear correlation of cell mitotic activity and time of day which allowed detection of changes in proliferative activity of the epithelium. The entire period of the proliferative process in the epithelium was divided into several phases, i.e. quiescence, when the proliferative processes were very slow and the portion of peak 1 cells was 30-20%; proliferation start, when the peak 1 cells were 19-16%; proliferation increase, with peak 1 cells reaching 13-11%; jump, when 5% of oblong cells entered mitosis with peak 1 cells being 10% at the beginning of the jump, reducing to 9-8% during further development of the jump and reaching 7-6% at the jump maximum.
Results and Discussion. Our previous study [6] has showed that peak 1 cells are the greatest portion (30%) of mouse corneal epithelium. As proliferation increases these cells are changing into oblong cells that directly enter mitosis. Together with these cells the epithelium population includes peak B cells which like the peak
1 cells are gradually changing into their derivative type,
i. e. peak A cells. At the moment when the number of the peak B cells is equal to the number of the peak A cells, and the number of the oblong cells reaches 30°/>, 5% of the oblong cells ’jump’ into mitosis. Thus, there is a functional relationship between peak 7 and B cells contributing to regulation of epithelial cell proliferation at this stage.
ной таковой пика А, а количество вытянутых клеток достигнет 30%, наступает переход («скачок») 5% вытянутых клеток в митоз. Таким образом, между клетками пиков 1 и Б существует функциональная зависимость, обеспечивающая регуляцию пролиферативной активности клеток эпителия на данном этапе.
В настоящем исследовании нами изучены углы наклона клеток к оси абсцисс в течение всего вышеописанного пролиферативного процесса. Итак, в спокойный период все клетки ранее изученных нами пиков расположены под строго определенными углами по отношению к оси абсцисс, причем численность клеток, расположенных под углами ниже 90°, равна таковой под углами выше 90°. Так, количество клеток пика 7 под углами ниже 90° (18, 71°) равно 24,5, выше 90° (108, 161°) —25; пика Б: 45° — 5,3 клетки, 135° —5,7. Среди всех пиков клеток особым образом выделяются клетки пиков 2, К и Д, которые имеют углы наклона 0 и 90° (рис. 1). Численность клеток пиков 2 я К под углом 90° равна таковой под углом 0°, причем клетки пика К составляют около половины от клеток пика 2. Клетки же пика Д, помимо углов наклона 0 и 90°, имеют и другие углы (36, 53, 126, 143°), по которым они распределены равномерно.
Далее в период начала пролиферативных процессов в эпителии, что выражается переходом клеток пиков 7 и Б в свои производные формы, клетки этих пиков меняют свои углы наклона таким образом, что большая часть клеток начинает располагаться под углами ниже 90°, а меньшая часть — под углами выше 90°. Так, количество клеток пика 7 под углами ниже 90° равно 32 клеткам, выше—16 {р < 0,05). Следовательно, для того чтобы активизироваться и пролиферировать, клетки должны изменить углы наклона на меньшие, чем 90°. Иначе ведут себя клетки пиков 2, К я Д. Численность клеток пика 2 под углом 0° снижается и постепенно увеличивается под углом 90° с 7,4 до 11 клеток (р < 0,05), т. е. клетки начинают устанавливаться в одном направлении, перпендикулярно оси X. Тот факт, что клетки пика 2, находящиеся под углом 0°, не все сразу, а постепенно переходят в положение, соответствующее 90°, может свидетельствовать о том, что клетки, развернутые под углом 0°, имеют различные скорости поворотов (т. е. периоды колебаний). Таким образом, клетки пика 2 состоят из 2 фракций клеток, все клетки одной из которых (основной) развернуты изначально под углом 90° и имеют одинаковые периоды колебаний, а другой — под углом 0° — разные. Клетки пика Д в этот период начинают разворачиваться под углами 0 и 90° (6 клеток, было 3,5; р < 0,05), и численность их под другими углами резко снижается.
В дальнейшем в период усиления пролиферативных процессов в эпителии численность клеток пика 2 снижается ровно в 2 раза (стало 7,1, было 14,6 клетки). Эти клетки оказываются синхронно развернутыми сначала под углом 90°, а затем 0°. Одновременно с этим численность клеток пиков К и Д, находящихся под такими же углами, уменьшается до 1 клетки (было 6,0 — 6,5; р < 0,05). Общая же численность клеток пика Д снижается до 3,8 клетки (было 11,3; р < 0,05). Таким образом, клетки пиков Д и К в результате двух синхронных поворотов клеток пика 2 переходят в клетки
пик Д peak D
Рис. 1. Графики взаимосвязи клеток пиков 2, К и Д в процессе пролиферации эпителия роговицы в норме.
По оси абсцисс — периоды пролиферативного процесса: 1 — спокойный период, 2— начало пролиферации, 3— усиление пролиферации; по оси ординат — количество клеток с углами наклона 90° (—) и 0° (—).
Fig.1. Relationship of cells of peaks 2, К and D during proliferation of normal corneal epithelium.
Numbers on the x axis show proliferation periods: 1, quiescence; 2, proliferation start; 3, proliferation increase; numerals on the у axis show the number of cells with inclination angles 90° (—) and 0° (—).
In this investigation we studied angles of cell inclination to the x axis during the entire proliferation cycle described above. So, during the quiescence all cells of the previously studied peaks are at strictly determined angles to the x axis, the number of cells at angles less than 90° being equal to the number of cells at angles more than 90°. For instance, the number of peak 7 cells at angles less than 90° (18°, 71°) was 24.5, and that at angles more than 90° (108°, 161°) was 25; peak В: 45° — 5.3 cells, 135° — 5.7 cells. Cells of peaks 2, К and D (inclination 0° to 90°) are different from the others (fig 1). The number of peak 2 and К cells at an angle of 90° was the same as that at an angle of 0°, peak К cells being about half the number of peak 2 cells. Peak D cells besides inclination angles 0° and 90° were also inclined at other angles (36°, 53°, 126°, 143°) demonstrating equal distribution with respect to these angles.
УСИЛЕНИЕ ПРОЛИФЕРАЦИИ PROLIFERATION INCREASE
начало максимальное развитие
start maximum
СКАЧОК
JUMP
выходят в вышележащие слои в виде «узких» клеток Go out to upper layers as narrow cells
Рис. 2. Схема процесса регуляции пролиферации и дифференцировки клеток нормального эпителия роговицы глаза мыши.
Объяснение даны в тексте.
Fig. 2. Regulation of cell proliferation and differentiation in normal mouse corneal epithelium.
Details see in the text.
других форм. Очевидно, клетки пика Д есть переходная форма от клеток пика Б к А, так как углы наклона клеток пика Д приближаются к таковым клеток пика А.
В какие же клетки трансформировались клетки пика К и какова судьба второй половины клеток пика 2? В период начала «скачка» численность клеток пика Б увеличилась на столько же, на сколько уменьшилось количество клеток пика К в период усиления пролиферации. Следовательно, клетки пика К трансформировались в клетки пика Б в результате двух синхронных поворотов клеток пика 2. Численность же клеток пика К в период начала «скачка» увеличилась ровно на столько (на 7 клеток), на сколько уменьшилось количество клеток пика 2 в период усиления пролиферации в эпителии. Отсюда следует вывод, что половина клеток пика 2 перешла к клеткам пика К. Вероятнее всего, к клеткам пика К перешли клетки той фракции клеток пика 2, которые имели разные периоды колебаний. Это согласуется с тем фактом, что оставшаяся часть клеток пика 2 в период усиления пролиферации совершала синхронные повороты сначала на 90°, затем на 0°. Таким образом, клетки пиков 2 и К представляют собой две формы существования одной и той же клетки с условным названием М, количественное соотношение форм которой может меняться в зависимости от стадии процесса пролиферации, клетки пика К при этом могут образовывать не более половины всех клеток пика 2.
Численность же самих клеток пика 2 в период начала «скачка» остается уменьшенной вдвое по сравнению со спокойным периодом, однако эти клетки начинают располагаться в популяции перпендикулярно друг другу и в равном количестве — по 3,75 клетки под углами 0 и 90°. Такое положение клеток предполагает полное отсутствие каких-либо силовых (или полевых) воздействий на другие клетки [3, 5]. Почему же наличие этого явления так важно в этот период в популяции базального слоя эпителия? Оказывается, клетки пика В, имеющие углы наклона 45 и 135°, соответствующие углам наклона клеток пика Б, в это
Further, at the proliferation start characterized by peak 7 and B cell transitions into their derivative forms, cells of these peaks change their inclinations so that the larger portion is inclined at angles less than 90°, and the smaller portion at angles more than 90°. For example, the number of peak 7 cells inclined at less than 90° was 32 versus 16 cells with inclination angles greater than 90° (p < 0.05). This means that in order to start proliferation the cells have to change their inclinations to angles less than 90°. Peak 2, K and D cells behave in a different manner. The portion of peak 2 cells at 0° reduces while the number of cells at 90° is gradually increasing from 7.4 to 11 (p < 0.05), i. e. the cells acquire similar inclination that is direction normal to the x axis. The fact of gradual rather than simultaneous change in the inclination of peak 2 cells from 0° to 90° suggests that the cells situated at 0° have different rotation rates (oscillation periods). Thus, peak 2 cells consist of two fractions: all cells of the first (main) fraction are initially at 90° and have the same oscillation periods, while the cells of the other fraction are at an angle of 0° and show different oscillation periods. The peak D cells start turning to 0° and 90° (6 cells vj 3.5; p < 0.05), thus their portion at other angles reduces significantly.
Further, as the proliferation increases the number of peak 2 cells reduces two-fold (7.1 vj 14.6). These cells turn simultaneously first at 90° and then at 0°. At the same time the number of peak K and D cells at the same angles reduces to 1 (from 6.0-6.5; p < 0.05). The peak D total reduces to 3.8 cells (from 11.3; p< < 0.05). Thus, peak D and K cells change into other forms as a result of two synchronous turnings. The peak D cells are a transitory form from peak B to peak A cells, because peak D cell inclinations approach those of peak A cells.
What is the end point of the peak K cell transformation, and what is the fate of the second half of peak 2 cells? During the jump start the augmentation
время начинают менять свой угол наклона со 135 на 45°, т. е. активизироваться, и численность их возрастает по сравнению со спокойным периодом (6,3 клетки, было 3; р < 0,05).
Затем в период дальнейшего развития «скачка» количество клеток пика В снижается до первоначального значения, которое было в спокойном периоде, а численность клеток пика К возрастает на столько же (т. е. на 3,6 клетки). Следовательно, клетки пика В пополняют клетки пика К, являясь, так же как и клетки пика Б, производными клеток пика К. Таким образом, самообновление клеток пика К идет по пути К—В, а образование дифференцирующихся клеток — по пути К -Б-Д.
Далее в период максимального развития «скачка» вновь клетки пика 2 устанавливаются в одном направлении, сначала под углом 90°, а затем 0°, т. е. происходит дублирование того основного этапа, при котором образуются дифференцирующиеся клетки. Общая численность клеток пика А, образующихся в результате трансформации клеток пика Д, увеличилась в этот период до 4 клеток (было 0,5), т. е. в результате «скачка» происходит накопление клеток пика А. Клетки пика А имеют близкие к клеткам пика 7 углы наклона, т. е. постепенно переходят в последние. В это же время в популяции клеток базального слоя появляются клетки пиков £> (площадью (8) 69,8 мкм2, степенью эллиптичности (СЭ) 0,8165) — 2,5 клетки; Z (8 87,3 мкм2, СЭ 0,7303) — 3,5 клетки; X (Б 87,3 мкм2, СЭ 0,7906) —
2,5 клетки, имеющие углы наклона 0 и 90°. Эти клетки появляются в популяции на высоте «скачка», т. е. выхода 5% вытянутых клеток в митоз, и, по всей видимости, представляют собой вытянутые клетки в профазе. Интересно отметить, что эти клетки подвергаются прямому полевому воздействию синхронно развернутых сначала под углом 90°, а затем 0° клеток пика 2.
При выходе из «скачка» численность клеток пика 2 восстанавливается до первоначального уровня, т. е. увеличивается вдвое, а количество клеток пика К уменьшается на столько же. Показатели всех остальных пиков возвращаются к исходному уровню. Количество клеток пиков £>, X, Z снижается до 0 клеток, это свидетельствует о том, что эти клетки трансформировались в клетки других форм, т. е. дифференцировались. Следовательно, именно в период максимального развития «скачка» происходит дифференцировка пролиферирующих вытянутых клеток.
Таким образом, дифференцированные клетки, образовавшиеся в результате «скачка», в сумме подвергаются 3-кратному воздействию синхронно направленных клеток пика 2, т. е. проходят 3 стадии дифференцировки: на уровне клеток пиков К, Д и вытянутых клеток, вступивших в митоз (2, X, 2’,) (рис. 2).
Итак, в популяции базального слоя эпителия нами выявлены две цепочки регуляции процессов пролиферации и дифференцировки: первая — это ранее выявленная нами система клеток пиков 7 и Б — А \ вторая — система клеток пика 2. Первая система обеспечивает регуляцию пролиферации клеток по принципу отрицательной обратной связи. Вторая действует внутри первой системы, суть которой состоит в том, что поля
in the number of peak B cells was equal to the reduction in the peak K cell number during proliferation increase. Therefore, peak K cells transformed into peak B cells as a result of two synchronous turnings of peak 2 cells. The number of peak K cells during the jump start increased by the same amount (7 cells) as the number of peak 2 cells decreased during proliferation in the epithelium. The conclusion may be made that half of peak 2 cells changes into peak K cells. It is most likely that the cells changing into peak K belong to the peak 2 fraction with different oscillation periods. This agrees with the fact that the remaining portion of peak 2 cells make synchronous turnings to 90° and then to 0° during the proliferation increase. Thus, peak 2 and K cells are two forms of the same cell conventionally called M. Quantitative relationship of M forms may change depending upon proliferation stage, though peak K cells may constitute not more than half of the peak 2 cell pool.
The number of peak 2 cells remains reduced twice during the jump start as compared to the quiescence, these cells start turning so that their equal portions become perpendicular to each other (3.75 cells at 0° and 90°). This cell position suggests complete absence of any force (or field) influences on other cells [3,5]. Why is this phenomenon so important at this stage? It appears that peak C cells at 45° and 135° corresponding to inclinations of peak B cells start changing their inclination angles from 135° to 45°, i. e. become active, and their number increases as compared to the quiescence phase (6.3 versus 3 cells; p < 0.05).
During further development of the jump the number of peak C cells reduces to the initial quantity of the quiescence state, while the number of peak K cells increases by the same quantity (i. e. by 3.6 cells). Thus, peak C cells replenish peak K cells being like peak B cells derivatives of peak K cells. Thus, the peak K cell selfrenewal follows the route K-V, while generation of differentiating cells follows the route K-B-D.
During the maximum development of the jump peak 2 cells are also oriented in the same direction: first at 90° and later at 0°, i. e. the main stage of generation of differentiating cells is duplicated. The total of peak A cells arising as a result of transformation of peak D cells increased to 4 (from 0.5) during this period, i. e. there is accumulation of peak A cells as a result of the jump. The peak A cells have similar inclination as compared to peak 7 cells, i. e. are gradually changing into the latter. At the same time new cell types appear in the basement layer population: peak Q (area S = 69.8 mcm2, ellipticity degree ED = 0.8165) —
2.5 cells; peak Z (S = 87.3 . mcm2; ED = 0.7303) —
3.5 cells; peak X (S = 87.3 mcm2, ED = 0.7906) —
2.5 cells with inclination angles 0° and 90°. These cells appear in the population at the height of the jump, i. e. when 5% of oblong cells enter mitosis and seem to represent the oblong cells in the prophase. Of interest that these cells experience direct field influence of peak 2 cells first synchronously turning at an angle of 90° and further at 0°.
At the end of the jump the number of peak 2 cells returns to the initial level, i. e. increases twice,
пик 2 peak 2
пик К peak К
пик Д peak Ь
Спокойный Начало Усиление
период пролиферации пролиферации
Quiescence Proliferation start Proliferation increase
Рис. 3. Диаграмма взаимосвязи клеток пиков 2, К и Д в процессе пролиферации в опухоли легкого человека.
Светлые столбики — угол 0°, заштрихованные — 90°.
Fig.3. Relationship of cells of peaks 2, К and D during proliferation in human lung cancer.
Light bars show cells at 0°, dashed bars demonstrate cells at 90°.
синхронизированных клеток воздействуют на другие клетки, вызывая их дифференцировку.
Интересно проследить изменения этих двух цепочек регуляции пролиферации и дифференцировки при злокачественных опухолях.
Ранее нами [6] выявлено, что в опухолевой ткани рака легкого человека существуют те же ряды и пики клеток, что и в нормальном эпителии. Как и в норме, в популяции опухолевой ткани имеется жесткая регуляция митотической активности клеток, в которой участвует первая система регуляции, работа этой системы не нарушена. В опухолевой ткани легкого человека клетки всех изученных нами пиков, как и в норме, имеют определенные углы наклона. В период начала пролиферации в опухолевой ткани клетки, как и в нормальном эпителии, начинают изменять свои углы наклона на углы, имеющие значения меньше 90°. В дальнейшем нами будут рассмотрены лишь те этапы, на
while the number of peak K cells reduces by the same quantity. Characteristics of the rest of the peaks return to the initial level. The number of peak Q, X, Z cells reduces to 0 which is evidence of these cells’ transformation, i. e. differentiation. So, the differentiation of proliferating oblong cells takes place at the maximum jump stage.
Thus, the differentiated cells generated during the jump experience influence of the synchronously oriented peak 2 cells three times, i. e. undergo 3 stages of differentiation: at the level of peaks K, D and the oblong cells entering mitosis (Q, X, Z) (fig. 2).
So, we discovered two chains of regulation of proliferation and differentiation, namely, the system of peaks 1 and B-A cells (found earlier), and the system of peak 2 cells. The first system regulates cell proliferation by the negative feedback. The second system acts within the first one. Its essence is that fields of synchronized cells influence other cells thus inducing their differentiation.
It is interesting to study changes in these two chains of regulation of proliferation and differentiation in malignant tumors.
We discovered previously [6] that lung cancer tissue demonstrated the same series and peaks of cells as normal epithelium. Like normal tissue, the tumor tissue population shows strong regulation of cell mitotic activity with the first regulatory system not being disturbed and contributing to this regulation. Human lung carcinoma cells of all peaks studied, like in the normal tissue, are inclined at certain angles. Similar to the normal tissue the tumor cells start to change their inclinations to angles less than 90° at the start of proliferation. We shall consider further only the stages which demonstrate differences between normal and neoplastic tissues.
During the proliferation increase in the tumor the number of peak 2 cells (unlike the normal tissue) fails to reduce two-fold, and these cells do not make two synchronous turnings to 90° and 0° (fig. 3). As a result, not all of peak K and D cells undergo differentiation, their number does not reduce to 1 but remains at the level of 5.8 cells corresponding to the quiescence period. That is why the number of peak B cells which are derivatives of the peak K fails to increase during the start of the jump as compared to the time of proliferation intensification. The number of peak B cells in human lung cancer is low and does not change considerably as proliferation proceeds in the tumor. Therefore, the number of the peak A cells resulting from the transformation of peak B-D cells is much lower (1.5) as compared to the normal epithelium (4.0 cells, p < 0.05). Besides, as most peak K cells do not transform into peak B cells, the transition of half of peak 2 cells to peak K cells is not possible. At the beginning of the
jump peak 2 cells can give to peak K only 1.2 instead
of 7 cells. As a result the number of peak 2 cells is
12 instead of 7, this means that the peak 2 has 5 cells
with oscillation periods different from the principal fraction. It follows that there will be no synchronous turnings of peak 2 cells which is actually observed. However, we have found that sometimes most peak 2 cells are at angles 90° and 0° which determines the main peak
которых будут выявляться различия между нормальной и опухолевой тканью.
В период усиления пролиферативных процессов в опухоли численность клеток пика 2 в отличие от нормы не снижается в 2 раза, и эти клетки не совершают двух синхронных поворотов на 90 и 0° (рис. 3). В результате не все клетки пиков К и Д дифференцируются, количество их не снижается, как в норме, до 1 клетки, а остается, как и в спокойном периоде, 5,8 клетки. Поэтому численность клеток пика Б, являющихся производными клеток пика К, в период начала «скачка» не увеличивается по сравнению с периодом усиления пролиферации. В опухолевой ткани рака легкого численность клеток пика Б имеет изначально низкие значения, й количество их в процессе изменения пролиферативных процессов в опухоли меняется очень незначительно. Отсюда и численность клеток пика А, появляющихся в результате трансформации клеток пиков Б —Д, резко снижается по сравнению с нормальным эпителием до 1,5 клетки (в норме 4,0 клетки; р < 0,05). Кроме того, в связи с тем что большая часть клеток пика К не трансформируется в клетки пика Б, переход половины клеток пика 2 к клеткам пика К невозможен. В начале «скачка» клетки пика 2 могут перебросить к клеткам пика К только 1—2 клетки вместо 7. В результате численность клеток пика 2 составляет 12 клеток вместо 7, т. е. в составе клеток пика 2 остается 5 клеток, имеющих разные периоды колебаний по сравнению с основной фракцией. Отсюда следует, что синхронных поворотов клеток пика 2 совершаться не будет, что мы и наблюдаем. Однако нами было выявлено, что клетки пика 2 в различные промежутки времени могут устанавливаться так, что большая часть их располагается под углом 90 или 0°, что и создает доминирующую направленность клеток пика 2 и поэтому вызывает частичную дифференцировку клеток пиков К и Д.
В опухоли вследствие хаотичного расположения клеток пика 2 под углами 90 и 0° отсутствуют какие-либо силовые воздействия этих клеток на другие клетки. Поэтому пролиферация клеток пика В в отличие от клеток пиков Б, Д и А не нарушена. Однако клетки пика В не могут пополнять состав клеток пика К вследствие того, что численность клеток пика К высокая и между клетками пиков К и 2 существует определенное равновесие. Поэтому недифференцированные клетки пика В должны скапливаться в популяции. Однако этого не происходит. В каждом монослое опухолевой ткани мы обнаруживаем все те же ряды и пики клеток, что и в базальном слое нормального эпителия. Следовательно, излишнее количество клеток пика В должно выталкиваться в вышележащие слои, где образуется пласт клеток, сходный с предыдущим. Поэтому в других слоях клеток мы обнаруживаем те же закономерности, что и в предыдущих. Таким образом, в вышележащих слоях опухолевой ткани располагаются не созревающие или зрелые клетки, прошедшие 3 стадии дифференци-ровки, а незрелые клетки (клетки пиков 2, К) и клетки, лишь часть из которых прошла II стадию дифферен-цировки (клетки пика Д). Численность же клеток (), X, Z (прошедшие III стадию дифференцировки) резко снижается в опухолевой ткани до 2 клеток (в норме
2 cell orientation and causes partial differentiation of peak K and D cells.
Owing to chaotic distribution of peak 2 cells at angles 90° and 0° in the tumor these cells exercise no force on other cells. Therefore, the proliferation of peak C cells, unlike peaks B, D and A is not disturbed. But peak B cells cannot replenish the pool of peak K cells because the number of peak K cells is high and there is certain balance between cells of peaks K and
2. That is why there should be accumulation of undifferentiated peak C cells in the population. However, this does not occur. Each tumor tissue monolayer has the same cell series and peaks as a normal epithelial basement layer. Thus, the excess of peak C cells should be pushed out to upper layers in which a layer of cells similar to the previous one is generated. That is why the new cell layers demonstrate the same regularities as the previous ones. Thus, the upper tumor layers contain immature (peaks 2 and K) cells and cells a part of which has undergone stage II differentiation (peak D) rather than mature or maturating cells. While the number of peak Q, X, Z cells (having undergone stage III differentiation) reduces greatly in the tumor tissue (2 versus normal 8.5; p < 0.05) due to the absence of field influence of peak 2 cells.
Thus, we found that the first regulatory system of cell proliferation is not disturbed and provides the same cell redistribution and entering mitosis in any monolayer of neoplastic tissue as in normal epithelium. It is the second regulatory system that is disturbed. Differentiated cells fail to be generated in the correctly arranged (as in the normal tissue) cell series and peaks. This fact is of great importance, as it allows a new look at malignant tumor genesis and, consequently, development of new approaches to cancer treatment.
8,5; p < 0,05) вследствие отсутствия полевого воздействия клеток пика 2.
Таким образом, нами выявлено, что в опухолевой ткани первая система регуляции пролиферации клеток не нарушена, что обеспечивает такое же, как и в нормальном эпителии, перераспределение клеток и выход их в митоз в каждом монослое опухолевой ткани. Нарушена вторая система регуляции, в результате чего не могут образовываться дифференцированные клетки в этих правильно организованных, как и в норме, рядах и пиках клеток. Этот факт имеет большое значение, так как позволяет по-новому оценивать генез злокачественных опухолей, а следовательно, и подходы к их лечению.
ЛИТЕРА ТУРА /REFERENCES
1. Васшьев Ю. М., Гепьфанд И. М. Взаимодействие нормальных и неопластических клеток со средой. — М., 1981.
2. Давыдовский И. В. Проблема причинности в медицине. — М., 1962.
3. Ливенцев Н. М. Курс физики. — М., 1974.
4. Ромейс Б. Микроскопическая техника. — М., 1953.
5. Сивухип Д. В. Общий курс физики. Электричество. Т. 4. — М., 1977.
6. Явишева Т. М., Ягубов А. С. //Онтогенез.— 1996.—№ 2. — С. 1—5.
Поступила 04.04.96 / Submitted 04.04.96
