Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о скелетной ткани. Для использования в других целях, см. Хрящ .
Хондробласт
Схема хрящевых клеток, называемых хондробластами CRUK 032.svg
Схема хондробластов
Подробности
Идентификаторы
латинскийхондробласт
THH2.00.03.5.00002
FMA66783
Анатомические термины микроанатомии

Хондробласты или перихондриальные клетки - это название, данное мезенхимальным клеткам-предшественникам in situ, которые в результате эндохондрального окостенения образуют хондроциты в растущем хрящевом матриксе . Другое их название - субхондральные кортико-губчатые предшественники. [1] Они имеют эухроматические ядра и окрашиваются основными красителями.

Эти клетки чрезвычайно важны в хондрогенезе из-за их роли в формировании как хондроцитов, так и хрящевого матрикса, которые в конечном итоге образуют хрящ. Использование этого термина технически неточно, поскольку мезенхимальные предшественники также могут технически дифференцироваться на остеобласты или жир . Хондробласты называются хондроцитами, когда они встраиваются в хрящевой матрикс, состоящий из протеогликановых и коллагеновых волокон , до тех пор, пока они не окажутся в лакунах матрикса . Как только они встраиваются в хрящевой матрикс, они вырастают хрящевой матрикс за счет увеличения внеклеточного матрикса хряща, а не за счет дальнейшего деления. [цитата необходима ]

Структура [ править ]

У взрослых и развивающихся взрослых большинство хондробластов находится в надхрящнице. Это тонкий слой соединительной ткани, который защищает хрящ, и именно здесь хондробласты помогают увеличивать размер хряща, когда этого требуют гормоны, такие как GH , TH и гликозаминогликаны . [2] Они расположены на надхрящнице, потому что надхрящница, расположенная снаружи развивающейся кости, не так сильно покрыта внеклеточным матриксом хряща, как внутренняя часть, и потому что здесь расположены капилляры . Тип роста, поддерживаемый хондробластами, называется аппозиционным ростом кости.и увеличивает рождение пораженной ткани. Важно отметить, что надхрящница и, следовательно, хондробласты не обнаруживаются на суставных хрящевых поверхностях суставов . [ необходима цитата ]

Формирование и состав матрицы [ править ]

Внеклеточный матрикс, секретируемый хондробластами, состоит из волокон , коллагена , гиалуроновой кислоты , протеогликанов , гликопротеинов , воды и множества макромолекул . В готовом хряще коллагеновые волокна составляют 10-20% от объема, вода - 65-80%, а протеогликан-гиалуроновая кислота объединяет оставшуюся часть. Из-за пролиферативной природы хондробластов клетки составляют большую часть композиции, чем та, которая обычно содержится в законченном хряще. [3]

Волокна коллагена типа II отвечают за обеспечение прочности на разрыв будущей хрящевой матрицы . Структура этих волокон, как и большинства коллагеновых волокон, образует структуру тройной спирали. [3]

Протеогликаны сопротивляются сжатию, обычно оказываемому на хрящ, и создают давление набухания, ответственное за напряжение, защищающее матрицу от нагрузки сжатия. Они присоединяются к 100 молекулам сульфата хондроитина и до 50 цепям гликоаминогликана сульфата кератана . Эти цепи вместе прикреплены к основной цепи гиалуроновой кислоты, которая вместе с коллагеновыми фибриллами создает интерстициальное внутрифибриллярное пространство, в котором вода удерживается отрицательным зарядом протеогликанов. [4]

Развитие [ править ]

Как следует из названия, мезенхимальные предшественники происходят из мезодермы . Эти клетки при формировании из мезодермы специфически образуются из эмбриональных стволовых клеток посредством индукции посредством BMP4 и фактора роста фибробластов FGF2, когда плод находится внутри матки. Было высказано предположение, что дифференцировка эмбриональных стволовых клеток с этими факторами роста может предотвратить образование тератом или опухолей, вызванных стволовыми клетками, после введения их потенциальным пациентам . [5]

Факторы передачи сигналов, транскрипции и окружающей среды, ответственные за создание хондробластов [ править ]

Факторы транскрипции [ править ]

Важным генетическим компонентом этого процесса является Sox9, фактор транскрипции HMG-бокса , который маркирует клетки-предшественники для хондрогенной дифференцировки. Инактивация гена Sox9 приведет к потере всего хряща и, следовательно, образования хондробластов. Этот фактор также выражен рядом с Sox5 и Sox6. [1]

Runx2 - еще один важный генетический компонент образования хондробластов. Было обнаружено, что экспрессия этого гена приведет к подавлению дифференцировки хондробластов. Экспрессия этого гена также побуждает уже сформированный хрящ подвергаться эндохондральному окостенению, что заставляет хрящ образовывать кость. [ необходима цитата ]

Здесь важно отметить, что эти гены - не единственные факторы, определяющие, будут ли формироваться хондробласты. Общая инактивация или активация этого гена не превращает все пораженные клетки в тот или иной тип. Внешние факторы окружающей среды действуют выше по течению, определяя, какой тип клеток будет образовываться из какой-либо конкретной мезенхимальной клетки-предшественника. [ необходима цитата ]

Передача сигналов Wnt / β-катенина [ править ]

Wnt14 контролируется Col2a1 и проходит через путь Wnt, опосредованный β-катенином . Более высокие уровни Wnt14 предотвращают дифференцировку хондроцитов, тогда как более низкие уровни, по-видимому, позволяют это. Если путь Wnt / β-катенин активирован, то поощряется эндохондральная оссификация, которая способствует окостенению сформированного хряща. Этот путь является каноническим путем Wnt из-за β-Catenin, который накапливается, как только инициируется передача сигналов Wnt14. После того, как Wnt14 инициирован, фосфорилирование β-катенина, которое обычно помечает белок для разрушения, подавляется, что позволяет ему накапливаться и, в конечном итоге, попадать в ядро клетки.связываться с факторами транскрипции LEF / TCF, которые приводят как к разрушению любого оставшегося фосфорилированного β-катенина, так и к дифференцировке мезенхимальных клеток-предшественников в остеобласты . [ необходима цитата ]

Тестирование этого пути показало, что Wnt / β-катенин увеличивает уровни β-катенина перед активацией факторов транскрипции Runx2 и Osx, что, по-видимому, предполагает, что ранние уровни β-катенина могут быть признаком того, будет ли ранняя мезенхимальная клетка-предшественник прогрессирует к хондроциту или остеобласту. [6]

Ретиноевая кислота [ править ]

Ретиноевая кислота, часть семейства молекул, называемых ретиноидами , должна подавляться для образования хондробластов. В 2003 году исследования с использованием трансгенных мышей со слабым, конститутивно активной кислотой ретиноевого рецептором обнаружило , что ретиноиды поддерживать клетки в конденсациях в prechondrogenic, мезенхимальные клетки состояния , который предотвращает дифференцировку клеток. [7] Также было высказано предположение, что ингибирование опосредованной рецептором передачи сигналов ретиноидов индуцирует экспрессию Sox9, которая считается «главным переключателем» для дифференцировки хондробластов. [7]

Факторы окружающей среды [ править ]

Дифференциации хондробластов благоприятствует среда с высокой силой сжатия и низким парциальным давлением кислорода, которые в совокупности ингибируют белок 3, белок, который ингибирует дифференцировку хряща. Эти предпочтения имеют важное значение , так как зрелая хрящевая ткань является аваскулярной и , таким образом , будет плохо подходит для высокой кислородной среды. [1]

Функция [ править ]

Хондробласты мигрируют в хрящ всякий раз, когда хондроциты разрушаются под действием механической силы. Оставшиеся хондроциты делятся, чтобы образовать больше хондробластов. HMGB-1, фактор роста, который способствует делению хондроцитов, в то время как рецепторы для продвинутых продуктов гликирования (RAGE) опосредуют хемотаксис для очистки клеточного мусора, возникшего в результате повреждения. Затем хондробласты выделяют вокруг себя хрящевую матрицу, чтобы восстановить утраченную хрящевую ткань. [ необходима цитата ]

Однако регенерация все еще слишком медленная, чтобы пациенты могли эффективно полагаться на этот механизм восстановления. Часть этой неспособности быстро восстанавливаться из результатов травмы от относительной аваскулярной природы хряща по сравнению с другой соединительной тканью в организме человека . [ необходима цитата ]

Патология [ править ]

Иногда могут образовываться хондробластомы , которые представляют собой доброкачественные опухоли, которые образуются в местах эндохондрального окостенения из-за чрезмерной стимуляции хондробластов. Когда они образуются, они обычно находятся на верхней или нижней большеберцовой кости, а также на верхней плечевой кости, где активность хондробластов наиболее очевидна. Редко их можно найти на ступнях, руках, плоских костях или позвоночнике. 30–50% этих сарком имеют сопутствующую остеобластому, которая также является доброкачественной. [8]

Хондросаркома - более злокачественный тип опухоли, но большинство из них относятся к опухолям низкой степени злокачественности и часто появляются в осевой области скелета . Он составляет 20% опухолей скелетной системы в США . [9]

См. Также [ править ]

  • Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Крюгер, Ян Филипп; Хондке, Сильвия; Эндрес, Микаэла; Прусс, Аксель; Сиклари, Альберто; Капс, Кристиан (2012). «Богатая тромбоцитами плазма человека стимулирует миграцию и хондрогенную дифференцировку субхондральных клеток-предшественников человека» . Журнал ортопедических исследований . 30 (6): 845–52. DOI : 10.1002 / jor.22005 . PMID  22058056 . S2CID  25710553 .
  2. Перейти ↑ Hall, BK (1983). Хрящ . Нью-Йорк: Academic Press. ISBN 978-0-12-319501-2. Проверено 22 октября 2014 .
  3. ^ a b Перл, Эндрю Д.; Уоррен, Рассел Ф .; Родео, Скотт А. (2005). «Фундаментальная наука о суставном хряще и остеоартрозе». Клиники спортивной медицины . 24 (1): 1–12. DOI : 10.1016 / j.csm.2004.08.007 . PMID 15636773 . 
  4. ^ Король, MW (2014-02-10). «Гликозаминогликаны» . Проверено 22 октября 2014 .[ ненадежный медицинский источник? ]
  5. ^ Ли, TJ; Джанг, Дж; Канг, S; Джин, М; Шин, H; Kim, DW; Ким, Б.С. (2013). «Усиление остеогенной и хондрогенной дифференцировки человеческих эмбриональных стволовых клеток путем индукции мезодермального клона с обработкой BMP-4 и FGF2». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 430 (2): 793–7. DOI : 10.1016 / j.bbrc.2012.11.067 . PMID 23206696 . 
  6. ^ День, Тимоти Ф .; Го, Сичжи; Гаррет-Бил, Лиза; Ян, Инцзи (2005). «Передача сигналов Wnt / β-катенина в мезенхимальных предшественниках контролирует дифференцировку остеобластов и хондроцитов во время скелетогенеза позвоночных». Клетка развития . 8 (5): 739–50. DOI : 10.1016 / j.devcel.2005.03.016 . PMID 15866164 . 
  7. ^ а б Хоффман, LM; Вестон, AD; Андерхилл, TM (2003). «Молекулярные механизмы, регулирующие дифференцировку хондробластов» . Журнал костной и суставной хирургии. Американский объем . 85-А Дополнение 2: 124–32. DOI : 10.2106 / 00004623-200300002-00017 . PMID 12721355 . S2CID 44703653 .  [ постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ Aufderheide, AC; Rodríguez-Martín, C .; Langsjoen, О. (2011). «Хондросаркома». Кембриджская энциклопедия палеопатологии человека . Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета.
  9. ^ «Эпидемиология рака костей: обзор» .