Фибробласт

Фибробласт
Фибробласт
	Фибробласты NIH/3T3 в клеточной культуре
Подробности
Расположение	Соединительная ткань
Функция	Внеклеточный матрикс и коллагена создание
Идентификаторы
латинский	фибробласт
МеШ	D005347
ТД	Х2.00.03.0.01002
ФМА	63877
	Анатомические термины микроанатомии [ править в Викиданных ]

Фибробласт обычно — это тип биологической клетки, имеющей веретенообразную форму. ^[1] который синтезирует внеклеточный матрикс и коллаген , ^[2] создает структурный каркас ( строму ) для тканей животных и играет решающую роль в заживлении ран . ^[3] Фибробласты — наиболее распространенные клетки соединительной ткани у животных.

Структура

Фибробласты имеют разветвленную цитоплазму , окружающую эллиптическое крапчатое ядро с двумя или более ядрышками . Активные фибробласты можно распознать по обильной шероховатой эндоплазматической сети (RER). Неактивные фибробласты, называемые « фиброцитами », меньше по размеру, имеют веретенообразную форму и содержат меньше RER. Хотя фибробласты разъединены и рассеяны при покрытии больших пространств, они часто локально выстраиваются в параллельные кластеры, когда сбиваются вместе.

В отличие от эпителиальных клеток, выстилающих структуры тела, фибробласты не образуют плоских монослоев и не ограничены поляризационным прикреплением к базальной пластинке с одной стороны, хотя в некоторых ситуациях они могут вносить вклад в компоненты базальной пластинки (например, субэпителиальные миофибробласты в кишечнике могут секретировать , несущий α-2-цепь компонент ламинина , который отсутствует только в участках фолликул-ассоциированного эпителия, лишенных выстилки миофибробластов). Фибробласты также могут медленно мигрировать по субстрату как отдельные клетки, опять-таки в отличие от эпителиальных клеток. В то время как эпителиальные клетки образуют выстилку структур тела, фибробласты и связанные с ними соединительные ткани формируют «массу» организма.

Продолжительность жизни фибробластов, измеренная на куриных эмбрионах, составляет 57 ± 3 дня. ^[4]

Связь с фиброцитами

Фибробласты и фиброциты — это два состояния одних и тех же клеток: первое — активированное состояние, второе — менее активное состояние, связанное с поддержанием и тканевым метаболизмом. В настоящее время существует тенденция называть обе формы фибробластами. Суффикс «-бласт» используется в клеточной биологии для обозначения стволовой клетки или клетки в активированном состоянии метаболизма .

Фибробласты морфологически неоднородны и имеют разнообразный внешний вид в зависимости от их местоположения и активности. Хотя морфологически незаметные, эктопически трансплантированные фибробласты часто могут сохранять позиционную память о местоположении и тканевом контексте, в котором они ранее находились, по крайней мере, в течение нескольких поколений. ^[5] Такое замечательное поведение может привести к дискомфорту. ^{[ нужны разъяснения ]} в том редком случае, когда они там чрезмерно застаиваются.

Разработка

Основная функция фибробластов заключается в поддержании структурной целостности соединительных тканей путем непрерывной секреции предшественников внеклеточного матрикса (ВКМ), обеспечивающих все такие компоненты, в первую очередь основное вещество и разнообразные волокна . Состав ЕСМ определяет физические свойства соединительных тканей.

Как и другие клетки соединительной ткани, фибробласты происходят из примитивной мезенхимы . Следовательно, они экспрессируют белок промежуточных филаментов виментин , признак, используемый в качестве маркера для различения их мезодермального происхождения. ^[6] Однако этот тест не является специфичным, поскольку эпителиальные клетки, культивируемые in vitro на адгезивном субстрате, через некоторое время также могут экспрессировать виментин.

В определенных ситуациях эпителиальные клетки могут давать начало фибробластам; этот процесс называется эпителиально-мезенхимальным переходом .

И наоборот, фибробласты в некоторых ситуациях могут давать начало эпителию, претерпевая мезенхимально-эпителиальный переход и организуясь в конденсированный, поляризованный, латерально соединенный истинный эпителиальный лист. Этот процесс наблюдается во многих ситуациях развития (например, в развитии нефронов и хорды ), а также при заживлении ран и онкогенезе. ^{[ нужна ссылка ]}

Функция

Фибробласты образуют коллагеновые волокна, гликозаминогликаны , ретикулярные и эластические волокна . Фибробласты растущих особей делятся и синтезируют основное вещество . Повреждение тканей стимулирует фиброциты и индуцирует выработку фибробластов. ^[7]

Воспаление

Помимо общеизвестной роли структурных компонентов, фибробласты играют решающую роль в иммунном ответе на повреждение тканей. Они являются первыми игроками в инициировании воспаления в присутствии вторгшихся микроорганизмов. Они индуцируют синтез хемокинов посредством представления рецепторов на их поверхности. Затем иммунные клетки реагируют и инициируют каскад событий по уничтожению инвазивных микроорганизмов. Рецепторы на поверхности фибробластов также обеспечивают регуляцию гемопоэтических клеток и обеспечивают путь для иммунных клеток для регуляции фибробластов. ^[8]

Опухолевая медиация

Фибробласты, как и опухолеассоциированные фибробласты хозяина (TAF), играют решающую роль в иммунной регуляции посредством компонентов и модуляторов ЕСМ, полученных из TAF. Известно, что TAF играет важную роль в воспалительной реакции, а также в подавлении иммунитета при опухолях. Компоненты ECM, полученные из TAF, вызывают изменения в составе ECM и инициируют ремоделирование ECM. ^[9] Ремоделирование ЕСМ описывается как изменения в ЕСМ в результате активности ферментов , которые могут привести к деградации ЕСМ. Иммунная регуляция опухолей во многом определяется ремоделированием ЕСМ, поскольку ЕСМ отвечает за регулирование множества функций, таких как пролиферация, дифференцировка и морфогенез жизненно важных органов. ^[10] Во многих типах опухолей, особенно связанных с эпителиальными клетками, ремоделирование ЕСМ является обычным явлением. Примеры компонентов ЕСМ, полученных из TAF, включают тенасцин и тромбоспондин-1 (TSP-1), которые можно обнаружить в участках хронического воспаления и карциномах соответственно. ^[9]

Иммунная регуляция опухолей также может осуществляться с помощью модуляторов, производных TAF. Хотя эти модуляторы могут звучать похоже на компоненты ECM, полученные из TAF, они отличаются в том смысле, что отвечают за изменение и оборот ECM. Расщепленные молекулы ЕСМ могут играть решающую роль в иммунной регуляции. Известно, что протеазы, такие как матриксные металлопротеиназы (ММП) и система uPA, расщепляют ЕСМ. Эти протеазы происходят из фибробластов. ^[9]

Использование фибробластов в качестве питающих клеток

Мышиные эмбриональные фибробласты (MEF) часто используются в качестве вспомогательных «питающих клеток» в исследованиях с использованием эмбриональных стволовых клеток человека . ^[11] индуцированные плюрипотентные стволовые клетки и первичная культура эпителиальных клеток. ^[12] Однако многие исследователи пытаются постепенно отказаться от МЭФ в пользу питательных сред с точно определенными ингредиентами, чтобы облегчить разработку продуктов клинического уровня. ^[13]

Ввиду потенциального клинического применения тканей, полученных из стволовых клеток, или первичных эпителиальных клеток, изучалось использование человеческих фибробластов в качестве альтернативы питателям MEF. ^[14] Хотя фибробласты обычно используются для поддержания плюрипотентности стволовых клеток, их также можно использовать для облегчения развития стволовых клеток в клетки определенного типа, такие как кардиомиоциты. ^[15]

Иммунный ответ хозяина

Фибробласты из разных анатомических участков организма экспрессируют множество генов, которые кодируют иммунные медиаторы и белки. ^[16] Эти медиаторы иммунного ответа обеспечивают клеточную связь с гемопоэтическими иммунными клетками. ^[17] Иммунная активность некроветворных клеток, таких как фибробласты, называется «структурным иммунитетом». ^[16]^[18] Чтобы облегчить быстрый ответ на иммунологические проблемы, фибробласты кодируют важные аспекты структурного клеточного иммунного ответа в эпигеноме . ^{[ нужна ссылка ]}

См. также

Ссылки

^ Мюррей, Линн А.; Найт, Дэррил А.; Лоран, Джеффри Дж. (2009). «Фибробласты». Астма и ХОБЛ : 193–200. дои : 10.1016/B978-0-12-374001-4.00015-8 .
^ «Фибробласт» . Домашний справочник по генетике . Национальная медицинская библиотека США. 05 мая 2014 г. Проверено 10 мая 2014 г.
^ «Фибробласты» . Проверено 16 августа 2018 г.
^ Вайсман-Шомер П., Фрай М. (1975). «Чувствительность фибробластов куриного эмбриона in vitro: характер деления клеток и продолжительность жизни в зависимости от плотности клеток». Механизмы старения и развития . 4 (2): 159–166. дои : 10.1016/0047-6374(75)90017-2 . ПМИД 1152547 . S2CID 9299977 .
^ Достижения в области внеклеточных космических исследований и их применения . Научные издания. 2013. с. 251. ИСБН 9781481682626 .
^ Дэйв Дж. М., Бэйлесс К. Дж. (май 2014 г.). «Виментин как интегральный регулятор клеточной адгезии и прорастания эндотелия». Микроциркуляция . 21 (4): 333–344. дои : 10.1111/micc.12111 . ПМИД 24387004 . S2CID 26292524 .
^ Пиллинг, Даррелл; Вакиль, Варша; Кокс, Неемия; Гомер, Ричард Х. (22 сентября 2015 г.). «Стимулированные TNF-α фибробласты секретируют люмикан, способствующий дифференцировке фиброцитов» . Труды Национальной академии наук . 112 (38): 11929–11934. дои : 10.1073/pnas.1507387112 . ISSN 0027-8424 . ПМК 4586854 . ПМИД 26351669 .
^ Смит Р.С., Смит Т.Дж., Блиден Т.М., Фиппс Р.П. (август 1997 г.). «Фибробласты как сторожевые клетки. Синтез хемокинов и регуляция воспаления» . Американский журнал патологии . 151 (2): 317–322. ПМК 1858004 . ПМИД 9250144 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Зильцле Т., Рэндольф Г.Дж., Кройц М., Кунц-Шугхарт Л.А. (январь 2004 г.). «Фибробласт: сторожевая клетка и местный иммуномодулятор в опухолевой ткани». Международный журнал рака . 108 (2): 173–180. дои : 10.1002/ijc.11542 . ПМИД 14639599 . S2CID 10936034 .
^ Боннанс К., Чоу Дж., Верб З. (декабрь 2014 г.). «Ремоделирование внеклеточного матрикса в развитии и заболеваниях» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 15 (12): 786–801. дои : 10.1038/nrm3904 . ПМК 4316204 . ПМИД 25415508 .
^ Ллэймс, С.; Гарсиа-Перес, Э.; Меана, А.; Ларчер, Ф.; дель Рио, М. (2015). «Действия и приложения ячеек питающего слоя» . Tissue Eng Часть B Ред . 21 (4): 345–353. дои : 10.1089/ten.teb.2014.0547 . ПМК 4533020 . ПМИД 25659081 .
^ Хайндс, RE; Бонфанти, П.; Джейнс, С.М. (2018). «Регенерация эпителия человека с помощью культивируемых стволовых клеток: питающие клетки, органоиды и не только» . ЭМБО Молекулярная медицина . 10 (2): 139–150. дои : 10.15252/emmm.201708213 . ПМК 5801505 . ПМИД 29288165 .
^ Хагбард, Л.; Кэмерон, К.; Август, П.; Пентон, К.; Пармар, М.; Хэй, округ Колумбия; Каллур, Т. (2018). «Разработка определенных субстратов для культуры и дифференцировки стволовых клеток» . Философские труды Королевского общества Б. 373 (1750). дои : 10.1098/rstb.2017.0230 . ПМЦ 5974452 . ПМИД 29786564 .
^ Десаи Н., Рамбхия П., Гишто А. (февраль 2015 г.). «Культивирование эмбриональных стволовых клеток человека: историческая перспектива и эволюция безксено-свободных культуральных систем» . Репродуктивная биология и эндокринология . 13 (1): 9. дои : 10.1186/s12958-015-0005-4 . ПМЦ 4351689 . ПМИД 25890180 .
^ Мацуда Ю, Такахаши К, Камиока Х, Нарусэ К (сентябрь 2018 г.). «Пидерные клетки фибробластов десен человека способствуют созреванию индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в кардиомиоциты» . Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 503 (3): 1798–1804. дои : 10.1016/j.bbrc.2018.07.116 . ПМИД 30060947 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Краусгрубер Т., Фортельный Н., Файф-Гернедл В., Сенекович М., Шустер Л.К., Лерчер А. и др. (июль 2020 г.). «Структурные клетки являются ключевыми регуляторами органоспецифических иммунных реакций» . Природа . 583 (7815): 296–302. Бибкод : 2020Natur.583..296K . дои : 10.1038/s41586-020-2424-4 . ПМЦ 7610345 . ПМИД 32612232 . S2CID 220295181 .
^ Армингол Э., офицер А, Харисменди О, Льюис Н.Э. (ноябрь 2020 г.). «Расшифровка межклеточных взаимодействий и коммуникации на основе экспрессии генов» . Обзоры природы. Генетика . 22 (2): 71–88. дои : 10.1038/s41576-020-00292-x . ПМЦ 7649713 . ПМИД 33168968 .
^ Минтон К. (сентябрь 2020 г.). «Генный атлас структурного иммунитета» . Обзоры природы. Иммунология . 20 (9): 518–519. дои : 10.1038/s41577-020-0398-y . ПМИД 32661408 . S2CID 220491226 .

Внешние ссылки

[Murray-1] Мюррей, Линн А.; Найт, Дэррил А.; Лоран, Джеффри Дж. (2009). «Фибробласты». Астма и ХОБЛ : 193–200. дои : 10.1016/B978-0-12-374001-4.00015-8 .

[2] «Фибробласт» . Домашний справочник по генетике . Национальная медицинская библиотека США. 05 мая 2014 г. Проверено 10 мая 2014 г.

[3] «Фибробласты» . Проверено 16 августа 2018 г.

[4] Вайсман-Шомер П., Фрай М. (1975). «Чувствительность фибробластов куриного эмбриона in vitro: характер деления клеток и продолжительность жизни в зависимости от плотности клеток». Механизмы старения и развития . 4 (2): 159–166. дои : 10.1016/0047-6374(75)90017-2 . ПМИД 1152547 . S2CID 9299977 .

[5] Достижения в области внеклеточных космических исследований и их применения . Научные издания. 2013. с. 251. ИСБН 9781481682626 .

[6] Дэйв Дж. М., Бэйлесс К. Дж. (май 2014 г.). «Виментин как интегральный регулятор клеточной адгезии и прорастания эндотелия». Микроциркуляция . 21 (4): 333–344. дои : 10.1111/micc.12111 . ПМИД 24387004 . S2CID 26292524 .

[7] Пиллинг, Даррелл; Вакиль, Варша; Кокс, Неемия; Гомер, Ричард Х. (22 сентября 2015 г.). «Стимулированные TNF-α фибробласты секретируют люмикан, способствующий дифференцировке фиброцитов» . Труды Национальной академии наук . 112 (38): 11929–11934. дои : 10.1073/pnas.1507387112 . ISSN 0027-8424 . ПМК 4586854 . ПМИД 26351669 .

[8] Смит Р.С., Смит Т.Дж., Блиден Т.М., Фиппс Р.П. (август 1997 г.). «Фибробласты как сторожевые клетки. Синтез хемокинов и регуляция воспаления» . Американский журнал патологии . 151 (2): 317–322. ПМК 1858004 . ПМИД 9250144 .

[:0-9] Перейти обратно: ^а ^б ^с Зильцле Т., Рэндольф Г.Дж., Кройц М., Кунц-Шугхарт Л.А. (январь 2004 г.). «Фибробласт: сторожевая клетка и местный иммуномодулятор в опухолевой ткани». Международный журнал рака . 108 (2): 173–180. дои : 10.1002/ijc.11542 . ПМИД 14639599 . S2CID 10936034 .

[10] Боннанс К., Чоу Дж., Верб З. (декабрь 2014 г.). «Ремоделирование внеклеточного матрикса в развитии и заболеваниях» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 15 (12): 786–801. дои : 10.1038/nrm3904 . ПМК 4316204 . ПМИД 25415508 .

[11] Ллэймс, С.; Гарсиа-Перес, Э.; Меана, А.; Ларчер, Ф.; дель Рио, М. (2015). «Действия и приложения ячеек питающего слоя» . Tissue Eng Часть B Ред . 21 (4): 345–353. дои : 10.1089/ten.teb.2014.0547 . ПМК 4533020 . ПМИД 25659081 .

[12] Хайндс, RE; Бонфанти, П.; Джейнс, С.М. (2018). «Регенерация эпителия человека с помощью культивируемых стволовых клеток: питающие клетки, органоиды и не только» . ЭМБО Молекулярная медицина . 10 (2): 139–150. дои : 10.15252/emmm.201708213 . ПМК 5801505 . ПМИД 29288165 .

[13] Хагбард, Л.; Кэмерон, К.; Август, П.; Пентон, К.; Пармар, М.; Хэй, округ Колумбия; Каллур, Т. (2018). «Разработка определенных субстратов для культуры и дифференцировки стволовых клеток» . Философские труды Королевского общества Б. 373 (1750). дои : 10.1098/rstb.2017.0230 . ПМЦ 5974452 . ПМИД 29786564 .

[14] Десаи Н., Рамбхия П., Гишто А. (февраль 2015 г.). «Культивирование эмбриональных стволовых клеток человека: историческая перспектива и эволюция безксено-свободных культуральных систем» . Репродуктивная биология и эндокринология . 13 (1): 9. дои : 10.1186/s12958-015-0005-4 . ПМЦ 4351689 . ПМИД 25890180 .

[15] Мацуда Ю, Такахаши К, Камиока Х, Нарусэ К (сентябрь 2018 г.). «Пидерные клетки фибробластов десен человека способствуют созреванию индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в кардиомиоциты» . Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 503 (3): 1798–1804. дои : 10.1016/j.bbrc.2018.07.116 . ПМИД 30060947 .

[:1-16] Перейти обратно: ^а ^б Краусгрубер Т., Фортельный Н., Файф-Гернедл В., Сенекович М., Шустер Л.К., Лерчер А. и др. (июль 2020 г.). «Структурные клетки являются ключевыми регуляторами органоспецифических иммунных реакций» . Природа . 583 (7815): 296–302. Бибкод : 2020Natur.583..296K . дои : 10.1038/s41586-020-2424-4 . ПМЦ 7610345 . ПМИД 32612232 . S2CID 220295181 .

[17] Армингол Э., офицер А, Харисменди О, Льюис Н.Э. (ноябрь 2020 г.). «Расшифровка межклеточных взаимодействий и коммуникации на основе экспрессии генов» . Обзоры природы. Генетика . 22 (2): 71–88. дои : 10.1038/s41576-020-00292-x . ПМЦ 7649713 . ПМИД 33168968 .

[18] Минтон К. (сентябрь 2020 г.). «Генный атлас структурного иммунитета» . Обзоры природы. Иммунология . 20 (9): 518–519. дои : 10.1038/s41577-020-0398-y . ПМИД 32661408 . S2CID 220491226 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]