Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с эндотелиальными стволовыми клетками .

Эндотелиальная клетка-предшественник (или EPC ) - это термин, который применялся к множеству различных типов клеток, которые играют роль в регенерации эндотелиальной выстилки кровеносных сосудов . Выросшие эндотелиальные клетки представляют собой подтип EPC, который участвует в образовании эндотелиальных клеток. [1] Несмотря на историю и противоречия, EPC во всех его формах остается многообещающей целью исследований регенеративной медицины .

История и противоречия [ править ]

В процессе развития эндотелий возникает в тесном контакте с кроветворной системой . Это, а также существование гемогенного эндотелия , привело к убеждению и поиску взрослых гемангиобластов или ангиобластоподобных клеток; клетки, которые могут дать начало функциональной сосудистой сети у взрослых. [2] Существование эндотелиальных клеток-предшественников предполагалось с середины двадцатого века, однако их существование не было подтверждено до 1990-х годов, когда Asahara et al. опубликовал открытие первого предполагаемого EPC. [3]

В последнее время возникли разногласия по поводу определения истинных предшественников эндотелия. [4] Хотя клетки костного мозга, по-видимому, локализуются в поврежденных сосудах и способствуют ангиогенному переключению, другие исследования показали, что эти клетки не вносят непосредственный вклад в функциональный эндотелий, а действуют паракринными методами для поддержки резидентных эндотелиальных клеток. . [5] [6] В то время как некоторые другие авторы оспаривали это и утверждали, что они являются истинными EPC, [7] многие исследователи начали называть эти клетки колониеобразующими единичными клетками Хилла (CFU-Hill) или циркулирующими ангиогенными клетками (CAC ) вместо этого (в зависимости от метода выделения), подчеркивая их роль в качестве кроветворных миелоидов.клетки, участвующие в стимулировании роста новых сосудов. [8] [9]

Молекулярно-генетический анализ предполагаемых популяций EPC с ранним отростком предполагает, что они действительно обладают моноцитоподобными паттернами экспрессии и подтверждают существование отдельной популяции предшественников, поздних отростков или эндотелиальных колониеобразующих клеток (ECFC). [10] Кроме того, клетки с ранним отростком поддерживают другие функции моноцитов, такие как высокое поглощение Dil-Ac-LDL и индийских чернил и низкую экспрессию eNOS . Показано, что эти первоначальные, ранние отростки, CFU-Hill или CAC экспрессируют CD14 , липополисахаридный рецептор, экспрессируемый моноцитами, но не эндотелиальными клетками. [11]

Эндотелиальные колониеобразующие клетки представляют собой отдельную популяцию, которая, как было обнаружено, способна дифференцироваться и способствовать восстановлению сосудов. В настоящее время известно, что ECFC являются тканевыми клетками-предшественниками у взрослых, которые сохраняют некоторую васкулогенную способность. [12]

Классификации [ править ]

С помощью метода выделения и функции клеток были описаны три основные популяции предполагаемых взрослых EPC. Поведение ячеек можно найти в следующей таблице. [9] [13]

Поведение .. \\ .. НаселениеКолониеобразующий блок - ХиллЦиркулирующая ангиогенная клеткаЭндотелиальная колониеобразующая клетка
Клональный пролиферативный статус--+
Воспроизводящая способность--+
Формирование пробирки in vitro+/-+/-+
Формирование сосудов in vivo de novo--+
Переход к ишемическим сайтам in vivo+++
Паракринная поддержка ангиогенеза+++

EPC также имеют вариабельные фенотипические маркеры, используемые для идентификации. К сожалению, не существует уникальных маркеров эндотелиальных предшественников, которые не были бы общими с другими эндотелиальными или гематопоэтическими клетками, что внесло свой вклад в историческую полемику вокруг этой области. Подробный обзор текущих маркеров можно найти в следующей таблице. [2] [13]

Маркер .. \\ .. НаселениеКолониеобразующий блок - ХиллЦиркулирующая ангиогенная клеткаЭндотелиальная колониеобразующая клетка
Экспрессия CD34+/-+/-+/-
CD133 выражение++-
Экспрессия CD45+/-+/--
CD146 выражение+/-+/-+
Экспрессия VE-кадгерина+/-+/-++
CD115 выражение++-
CD31 (PECAM) экспрессия+++
Экспрессия CD14++-
CD105 выражение+++
CD117 (ckit) экспрессия+++/-
VEGFR1 выражение+++
Экспрессия VEGFR2 (KDR / Flk1)++++
Выражение TIE-2+++
Выражение CXCR4+++/-
выражение фактора фон Виллебранда+/-+/-+
ALDHЯркийЯркийЯркий
AC LDL поглощение+++

Колониеобразующий блок - Хилл [ править ]

Первоначально выделенная Asahara et al., Популяция CFU-Hill представляет собой ранний отросток, образованный путем высевания мононуклеарных клеток периферической крови на чашки, покрытые фибронектином, что обеспечивает адгезию и истощение неприлипающих клеток и выделение дискретных колоний. [8] [9]

Циркулирующие ангиогенные клетки [ править ]

Аналогичным методом является культивирование мононуклеарной фракции периферической крови в среде для роста эндотелия с добавками, удаление неприлипающих клеток и изоляция оставшихся. Хотя эти клетки обладают некоторыми эндотелиальными характеристиками, они не образуют колоний. [8] [9]

Эндотелиальная колониеобразующая клетка [ править ]

Эндотелиальные колониеобразующие клетки представляют собой клетки позднего отростка; то есть они выделяются только после значительно более длительного культивирования, чем клетки CFU-Hill. ECFC выделяют путем посева мононуклеарной фракции периферической крови на покрытые коллагеном планшеты, удаления неприлипающих клеток и культивирования в течение недель до появления колоний с характерной морфологией булыжника. Эти клетки фенотипически сходны с эндотелиальными клетками, и было показано, что они создают сосудоподобные структуры in vitro и in vivo. [8] [9]

Развитие [ править ]

Некоторые клетки развития могут быть похожи на другие предшественники эндотелия или быть такими же, хотя обычно их не называют EPC. Гемангиобласты (или их аналог in vitro, бластные колониеобразующие клетки) - это клетки, которые, как полагают, дают начало эндотелиальной и гематопоэтической системам на раннем этапе развития. Считается, что ангиобласты представляют собой форму ранних клеток-предшественников или стволовых клеток, которые дают начало только эндотелию. Совсем недавно мезоангиобласты были описаны как клетка, дающая начало множеству мезодермальных тканей. [14] [15] [16]

Функция [ править ]

Роль в росте опухоли [ править ]

Эндотелиальные клетки-предшественники, вероятно, важны для роста опухоли и считаются критическими для метастазирования и ангиогенеза. [17] [18] Было проведено большое количество исследований предполагаемых EPC, полученных из костного мозга CFU-Hill. Удаление эндотелиальных клеток-предшественников в костном мозге приводит к значительному снижению роста опухоли и развития сосудистой сети. Это указывает на то, что эндотелиальные клетки-предшественники представляют собой новые терапевтические мишени. [19] Ингибитор связывания ДНК 1 ( ID1 ) был использован в качестве маркера для этих клеток; [20] это позволяет отслеживать EPC от костного мозга до крови, стромы опухоли и даже их включения в сосудистую сеть опухоли.

Недавно было обнаружено, что miRNA регулируют биологию EPC и ангиогенез опухоли. Эта работа Plummer et al. обнаружили, что, в частности, нацеливание на miRNA miR-10b и miR-196b приводит к значительным дефектам в опосредованном ангиогенезом росте опухоли за счет уменьшения мобилизации проангиогенных EPC в опухоль. Эти данные показывают, что направленное нацеливание на эти miRNAs в EPC может привести к новой стратегии ингибирования ангиогенеза опухоли. [21]

Исследования показали, что ECFC и эндотелиальные клетки пупочной вены человека (HUVEC) обладают способностью к миграции опухолей и неоангиогенезу даже большей, чем у других CD34 + гематопоэтических клеток при имплантации иммунодефицитным мышам, что позволяет предположить, что эндотелиальные предшественники играют ключевую роль, но дополнительно поддерживают важность обоих типов клеток как мишеней для фармакологической терапии. [22]

Роль в сердечно-сосудистых заболеваниях [ править ]

Более высокие уровни циркулирующих «эндотелиальных клеток-предшественников» были обнаружены в кровотоке пациентов, что предсказывало лучшие результаты, и у пациентов было меньше повторных сердечных приступов [23], хотя статистическая корреляция между этими исходами и количеством циркулирующих эндотелиальных клеток-предшественников была скудной в исходном исследовании. . Эндотелиальные клетки-предшественники мобилизуются после инфаркта миокарда и функционируют для восстановления внутренней оболочки кровеносных сосудов, поврежденных во время сердечного приступа.

В ряде небольших фазовых клинических испытаний начали указывать на EPC как на потенциальное средство лечения различных сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Например, в течение года «Трансплантация клеток-предшественников и усиление регенерации при остром инфаркте миокарда» (TOPCARE-AMI) изучали терапевтический эффект инфузии ex-vivo EPC костного мозга и обогащенных культурой EPC, полученных из периферической крови, 20 пациентам, страдающим от острый инфаркт миокарда (ИМ). Через четыре месяца было обнаружено значительное улучшение фракции выброса желудочков, геометрии сердца, резерва коронарного кровотока и жизнеспособности миокарда (Shantsila, Watson, & Lip). В аналогичном исследовании изучалось терапевтическое действие EPC на ишемию ног, вызванную тяжелым заболеванием периферических артерий.В ходе исследования в икроножные мышцы 25 пациентов был введен образец крови, богатой EPC. Через 24 недели наблюдалось увеличение количества коллатеральных сосудов и улучшение перфузии крови. Также было отмечено уменьшение боли в покое и безболезненной ходьбы.[24]

Роль в заживлении ран [ править ]

Роль эндотелиальных клеток-предшественников в заживлении ран остается неясной. Было замечено, что кровеносные сосуды входят в ишемическую ткань в процессе, вызванном механически принудительным проникновением существующих капилляров в бессосудистую область, и, что важно, вместо прорастания ангиогенеза . Эти наблюдения противоречат ангиогенезу прорастания, управляемому EPCs. В сочетании с невозможностью найти эндотелий, полученный из костного мозга, в новой сосудистой сети, в настоящее время существует мало материальной поддержки постнатального васкулогенеза. Вместо этого ангиогенез, вероятно, управляется процессом физической силы. [25]

Роль в эндометриозе [ править ]

При эндометриозе до 37% эндотелия микрососудов эктопической ткани эндометрия происходит из эндотелиальных клеток-предшественников. [26]

См. Также [ править ]

  • Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков

Ссылки [ править ]

  1. ^ Medina RJ, O'Neill CL, Хамфрис МВт, Гардинер Т.А., Ститт AW (2010). «Рост эндотелиальных клеток: характеристика и их потенциал для обращения вспять ишемической ретинопатии» . Исследовательская офтальмология и визуализация . 51 (11): 5906–13. DOI : 10.1167 / iovs.09-4951 . PMID  20554606 .
  2. ^ а б Пелози Э, Кастелли Г, Теста У (2014). «Эндотелиальные предшественники». Blood Cells Mol. Дис . 52 (4): 186–94. DOI : 10.1016 / j.bcmd.2013.11.004 . PMID 24332583 . 
  3. ^ Асахара Т, Т Murohara, Салливана А, серебро М, ван - дер - Zee R, T, Li Witzenbichler B, G, Schatteman Isner JM (1997). «Выделение предполагаемых предшественников эндотелиальных клеток для ангиогенеза». Наука . 275 (5302): 964–67. DOI : 10.1126 / science.275.5302.964 . PMID 9020076 . 
  4. ↑ Yoder MC, Ingram DA (2009). «Эндотелиальные клетки-предшественники: продолжающиеся споры по поводу определения этих клеток и их роли в неоангиогенезе в мышиной системе». Curr. Opin. Гематол . 16 (4): 269–73. DOI : 10.1097 / MOH.0b013e32832bbcab . PMID 19417649 . 
  5. ^ Purhonen S, пальмовое Дж, Росси D, Kaskenpää N, Rajantie I, Йила-Herttuala S, Alitalo К, Вайсман И. Л., Salven Р (2008). «Циркулирующие предшественники эндотелия из костного мозга не вносят вклад в эндотелий сосудов и не нужны для роста опухоли» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 105 (18): 6620–25. Bibcode : 2008PNAS..105.6620P . DOI : 10.1073 / pnas.0710516105 . PMC 2365563 . PMID 18443294 .  
  6. ^ Salven, P .; Purhonen, S .; Росси, Д .; Yla-Herttuala, S .; Alitalo, K .; Вайсман, Иллинойс (2008). «Ответ Кербелю и др.: EPC снова утверждают, что они необходимы еще и в других моделях, несмотря на невоспроизводимость первоначальных экспериментов, в которых они были представлены» . Труды Национальной академии наук . 105 (34): E55. Bibcode : 2008PNAS..105E..55S . DOI : 10.1073 / pnas.0805971105 . ISSN 0027-8424 . PMC 2527967 .  
  7. ^ Кербель RS, R Benezra, Lyden DC, Хаттори K, B В. Хайссиг, Нолан DJ, Миттал V, Shaked Y, S Dias, Бертолини F, Rafii S (2008). «Эндотелиальные клетки-предшественники являются клеточными центрами, необходимыми для неоангиогенеза некоторых агрессивных аденокарцином и метастатического перехода, но не аденом» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 105 (34): E54, ответ автора E55. Bibcode : 2008PNAS..105E..54K . DOI : 10.1073 / pnas.0804876105 . PMC 2527966 . PMID 18715995 .  
  8. ^ a b c d Prater DN, Case J, Ingram DA, Yoder MC (2007). «Рабочая гипотеза по переопределению эндотелиальных клеток-предшественников» . Лейкоз . 21 (6): 1141–49. DOI : 10.1038 / sj.leu.2404676 . PMID 17392816 . 
  9. ^ а б в г д Базиль Д. П., Йодер М. С. (2014). «Циркулирующие и резидентные в тканях эндотелиальные клетки-предшественники» . J. Cell. Physiol . 229 (1): 10–16. DOI : 10.1002 / jcp.24423 . PMC 3908443 . PMID 23794280 .  
  10. ^ Medina RJ, O'Neill CL, Sweeney M, Guduric-Fuchs J, Гардинер Т.А., Simpson Д.А., Ститт AW (2010). «Молекулярный анализ подтипов эндотелиальных клеток-предшественников (EPC) выявляет две различные популяции клеток с разными идентичностями» . BMC Med. Геном . 3 : 18. DOI : 10,1186 / 1755-8794-3-18 . PMC 2881111 . PMID 20465783 .  
  11. ↑ Zhang SJ, Zhang H, Wei YJ, Su WJ, Liao ZK, Hou M, Zhou JY, Hu SS (2006). «Взрослые эндотелиальные клетки-предшественники из периферической крови человека поддерживают функцию моноцитов / макрофагов на протяжении всей культуры in vitro» . Cell Res . 16 (6): 577–84. DOI : 10.1038 / sj.cr.7310075 . PMID 16775629 . 
  12. ^ Инграм Д.А., Мид LE, Танака Х, Мид V, Феноглио А, Мортелл К., Поллок К., Феркович М.Дж., Джилли Д., Йодер М.С. (2004). «Идентификация новой иерархии эндотелиальных клеток-предшественников с использованием периферической и пуповинной крови человека» . Кровь . 104 (9): 2752–60. DOI : 10.1182 / кровь-2004-04-1396 . PMID 15226175 . 
  13. ^ a b Пархэм, Кейт А .; Питсон, Стюарт М .; Бондер, Клодин С. (2014). «Регулирование EPC: путь к образованию кровеносных сосудов» . Новый научный журнал . 2014 : 1–16. DOI : 10.1155 / 2014/972043 . ISSN 2356-7740 . 
  14. ^ Kovacic х, Мур Дж, Герберт А, М Д, Сут М, Грэхэй Р. М. (2008). «Эндотелиальные клетки-предшественники, ангиобласты и ангиогенез - старые термины, пересмотренные с современной точки зрения». Тенденции Кардиоваск. Med . 18 (2): 45–51. DOI : 10.1016 / j.tcm.2007.12.002 . PMID 18308194 . 
  15. ^ Тиммерманс F, J Плам, YODER МС, Ingram Д.А., Vandekerckhove и Б, Случай J (2009). «Эндотелиальные клетки-предшественники: идентичность определена?» . J. Cell. Мол. Med . 13 (1): 87–102. DOI : 10.1111 / j.1582-4934.2008.00598.x . PMC 3823038 . PMID 19067770 .  
  16. ^ Cossu G, Bianco P (2003). «Мезоангиобласты - сосудистые предшественники внесосудистых мезодермальных тканей». Curr. Opin. Genet. Dev . 13 (5): 537–42. DOI : 10.1016 / j.gde.2003.08.001 . PMID 14550421 . 
  17. ^ Gao D; и другие. (2008). «Эндотелиальные клетки-предшественники контролируют ангиогенный переключатель при метастазах в легкие у мышей». Наука . 319 (5860): 195–98. Bibcode : 2008Sci ... 319..195G . DOI : 10.1126 / science.1150224 . PMID 18187653 . 
  18. ^ Нолан DJ; и другие. (2007). «Клетки-предшественники эндотелия, происходящие из костного мозга, являются основным фактором, определяющим неоваскуляризацию зарождающейся опухоли» . Гены и развитие . 21 (12): 1546–58. DOI : 10,1101 / gad.436307 . PMC 1891431 . PMID 17575055 .  
  19. ^ Меллик Ас; Plummer PN; и другие. (2010). «Использование ингибитора фактора транскрипции связывания ДНК 1 для селективного нацеливания на эндотелиальные клетки-предшественники предлагает новые стратегии ингибирования ангиогенеза и роста опухоли» . Исследования рака . 70 (18): 7273–82. DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-10-1142 . PMC 3058751 . PMID 20807818 .  
  20. ^ Lyden, D .; Hattori, K .; Dias, S .; Costa, C .; Blaikie, P .; Butros, L .; Chadburn, A .; Heissig, B .; Marks, W .; Витте, Л .; Wu, Y .; Hicklin, D .; Zhu, Z .; Hackett, NR; Кристалл, RG; Мур, МАС; Хаджар, штат Калифорния; Манова, К .; Benezra, R .; Рафии, С. (2001). «Нарушение набора эндотелиальных и гемопоэтических клеток-предшественников костного мозга блокирует ангиогенез и рост опухоли». Природная медицина . 7 (11): 1194–201. DOI : 10.1038 / nm1101-1194 . PMID 11689883 . 
  21. ^ Пламмер PN; и другие. (2012). «МикроРНК регулируют ангиогенез опухоли, модулируемый эндотелиальными клетками-предшественниками» . Исследования рака . 73 (1): 341–52. DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-12-0271 . PMID 22836757 . 
  22. ^ Bieback К, М Винчи, Элверс-Хорнанг S, Бартол А, Gloe Т, Czabanka М, Klüter Н, Augustin Н, Р Vajkoczy (2013). «Вербовка эндотелиальных колониеобразующих клеток, происходящих из пуповинной крови человека, на участки опухолевого ангиогенеза». Цитотерапия . 15 (6): 726–39. DOI : 10.1016 / j.jcyt.2013.01.215 . PMID 23491253 . 
  23. ^ Вернер Н; и другие. (2005). «Циркулирующие эндотелиальные клетки-предшественники и сердечно-сосудистые исходы». Медицинский журнал Новой Англии . 353 (10): 999–1007. DOI : 10.1056 / NEJMoa043814 . PMID 16148285 . 
  24. ^ Шанцила Э; и другие. (2007). «Эндотелиальные клетки-предшественники при сердечно-сосудистых заболеваниях». Журнал Американского колледжа кардиологии . 49 (7): 741–52. DOI : 10.1016 / j.jacc.2006.09.050 . PMID 17306702 . 
  25. ^ Киларски WW; и другие. (2009). «Биомеханическая регуляция роста кровеносных сосудов при васкуляризации тканей». Природная медицина . 15 (6): 657–64. DOI : 10.1038 / nm.1985 . PMID 19483693 . 
  26. ^ Laschke, MW; Giebels, C .; Менгер, доктор медицины (2011). «Васкулогенез: новый кусок головоломки эндометриоза» . Обновление репродукции человека . 17 (5): 628–36. DOI : 10.1093 / humupd / dmr023 . PMID 21586449 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Эйрд, Уильям С. «Эндотелиальные клетки крови» в эндотелиальных клетках в состоянии здоровья и болезни . Бока-Ратон: Тейлор и Фрэнсис, 2005.