Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фибробласт
NIH 3T3.jpg
Фибробласты NIH / 3T3 в культуре клеток
Подробности
РасположениеСоединительная ткань
ФункцияВнеклеточный матрикс и создание коллагена
Идентификаторы
латинскийфибробласт
MeSHD005347
THH2.00.03.0.01002
FMA63877
Анатомические термины микроанатомии

Фибробластов представляет собой тип биологической клетки , что синтезирует внеклеточный матрикс и коллаген , [1] производит структурный каркас ( строма ) для животных тканей , и играет важную роль в заживлении ран . [2] Фибробласты - самые распространенные клетки соединительной ткани у животных.

Структура [ править ]

Микрофиламенты (синие и красные), митохондрии (желтые) и ядра (зеленые) в клетках фибробластов.

Фибробласты имеют разветвленную цитоплазму, окружающую эллиптическое пятнистое ядро с двумя или более ядрышками . Активные фибробласты можно распознать по их обильной шероховатой эндоплазматической сети . Неактивные фибробласты (так называемые фиброциты) меньше по размеру, имеют веретеновидную форму и имеют меньшее количество шероховатой эндоплазматической сети. Несмотря на то, что фибробласты разрознены и разбросаны, когда им приходится покрывать большое пространство, при скоплении они часто локально выстраиваются в параллельные кластеры.

В отличие от эпителиальных клеток, выстилающих структуры тела, фибробласты не образуют плоских монослоев и не ограничиваются 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 компонент ламинина, несущий цепь α-2, который отсутствует только в областях ассоциированного с фолликулом эпителия, в которых отсутствует выстилка миофибробластов). Фибробласты также могут медленно мигрировать по субстрату как отдельные клетки, опять же в отличие от эпителиальных клеток. В то время как эпителиальные клетки образуют выстилку структур тела, именно фибробласты и связанные с ними соединительные ткани формируют «массу» организма.

Продолжительность жизни фибробласта, измеренная на куриных эмбрионах, составляет 57 ± 3 дня. [3]

Связь с фиброцитами [ править ]

Фибробласты и фиброциты - это два состояния одних и тех же клеток, первое - это активированное состояние, второе - менее активное состояние, связанное с поддержанием и тканевым метаболизмом. В настоящее время существует тенденция называть обе формы фибробластами. Суффикс «-blast» 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, где они ранее находились, по крайней мере, в течение нескольких поколений. [4] Такое примечательное поведение может вызвать дискомфорт [ требуется разъяснение ] в том редком случае, когда они там чрезмерно застаиваются.

Развитие [ править ]

Основная функция фибробластов - поддерживать структурную целостность соединительных тканей путем непрерывной секреции предшественников внеклеточного матрикса. Фибробласты секретируют предшественники всех компонентов внеклеточного матрикса, в первую очередь основного вещества и множества волокон . Состав внеклеточного матрикса определяет физические свойства соединительных тканей.

Как и другие клетки соединительной ткани, фибробласты происходят из примитивной мезенхимы . Таким образом, они экспрессируют промежуточный белок филаментов виментин , признак, используемый в качестве маркера, чтобы отличить их мезодермальное происхождение. [5] Однако этот тест не является специфичным, поскольку эпителиальные клетки, культивируемые in vitro на прилипшем субстрате, могут также через некоторое время экспрессировать виментин.

В определенных ситуациях эпителиальные клетки могут давать начало фибробластам - процесс, называемый эпителиально-мезенхимальным переходом (ЭМП).

И наоборот, фибробласты в некоторых ситуациях могут давать начало эпителию, претерпевая мезенхимальный переход в эпителиальный (MET) и организуясь в конденсированный, поляризованный, латерально связанный истинный эпителиальный лист. Этот процесс наблюдается во многих ситуациях развития (например, развитие нефрона и нокорды ), а также при заживлении ран и онкогенезе.

Функция [ править ]

Фибробласты образуют волокна коллагена , гликозаминогликаны , ретикулярные и эластические волокна . Фибробласты растущих особей делятся и синтезируют основное вещество . Повреждение тканей стимулирует фиброциты и вызывает образование фибробластов.

Воспаление [ править ]

Помимо их общеизвестной роли в качестве структурных компонентов, фибробласты играют решающую роль в иммунном ответе на повреждение ткани. Они являются первыми игроками в инициации воспаления в присутствии вторгшихся микроорганизмов. Они вызывают синтез хемокинов за счет представления рецепторов на своей поверхности. Затем иммунные клетки реагируют и инициируют каскад событий, чтобы избавиться от инвазивных микроорганизмов. Рецепторы на поверхности фибробластов также позволяют регулировать кроветворные клетки и обеспечивают путь иммунным клеткам для регулирования фибробластов. [6]

Опухоль [ править ]

Фибробласты, как и связанные с опухолью фибробласты хозяина (TAF) , играют решающую роль в иммунной регуляции через компоненты и модуляторы внеклеточного матрикса (ECM), производные от TAF. Известно, что TAF играет важную роль в воспалительной реакции, а также в подавлении иммунитета в опухолях. Компоненты ECM, производные от TAF, вызывают изменения в составе ECM и инициируют ремоделирование ECM. [7] Ремоделирование ЕСМ описывается как изменения в ЕСМ в результате активности ферментов, которые могут привести к деградации ЕСМ. Иммунная регуляция опухолей в значительной степени определяется ремоделированием ECM, поскольку ECM отвечает за регулирование множества функций, таких как пролиферация, дифференцировка и морфогенез жизненно важных органов. [8]Во многих типах опухолей, особенно связанных с эпителиальными клетками, часто встречается ремоделирование ВКМ. Примеры компонентов ECM, полученных из TAF, включают тенасцин и тромбоспондин-1 (TSP-1), которые могут быть обнаружены в местах хронического воспаления и карциномы соответственно. [7]

Иммунная регуляция опухолей также может происходить с помощью модуляторов, производных от TAF. Хотя эти модуляторы могут звучать аналогично компонентам ECM, полученным из TAF, они отличаются в том смысле, что они несут ответственность за изменение и оборот ECM. Расщепленные молекулы ЕСМ могут играть решающую роль в иммунной регуляции. Известно, что протеазы, подобные матриксным металлопротеинеазам (ММР) и системе uPA, расщепляют ЕСМ. Эти протеазы происходят из фибробластов. [7]

Дополнительные действия [ править ]

Эмбриональные фибробласты мыши (MEF) часто используются в качестве «питающих клеток» в исследованиях эмбриональных стволовых клеток человека . Однако многие исследователи постепенно отказываются от MEF в пользу питательных сред с точно определенными ингредиентами исключительно человеческого происхождения. [ необходимая цитата ] Кроме того, сложность использования исключительно человеческого происхождения для добавок к средам чаще всего решается с помощью использования «определенных сред», где добавки являются синтетическими и достигают основной цели устранения вероятности заражения из производных источников.

В связи с клиническим применением тканей, полученных из стволовых клеток, было изучено использование человеческих фибробластов в качестве питателей. [9] 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. [10]

Иммунный ответ хозяина [ править ]

Фибробласты из разных анатомических участков тела экспрессируют множество генов, кодирующих иммунные медиаторы и белки. [11] Эти медиаторы иммунного ответа обеспечивают клеточную связь с гемопоэтическими иммунными клетками. [12] Иммунная активность негематопоэтических клеток, таких как фибробласты, называется «структурным иммунитетом». [11] [13] Чтобы способствовать быстрому ответу на иммунологические проблемы, фибробласты кодируют важные аспекты структурного клеточного иммунного ответа в эпигеноме .

См. Также [ править ]

  • Каллус фиброзного хряща

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Фибробласт» . Домашний справочник по генетике . Национальная медицинская библиотека США. 2014-05-05 . Проверено 10 мая 2014 .
  2. ^ «Фибробласты» . Проверено 16 августа 2018 .
  3. ^ Вайсман-Шомер Р, 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): 159–66. DOI : 10.1016 / 0047-6374 (75) 90017-2 . PMID 1152547 . S2CID 9299977 .  
  4. ^ Достижение в области внеклеточных космических исследований и применение: 2013 издания . Научные издания. 21 июня 2013. с. 251. ISBN. 9781481682626.
  5. ^ Dave JM, Бейлесс KJ (май 2014). «Виментин как интегральный регулятор клеточной адгезии и прорастания эндотелия». Микроциркуляция . 21 (4): 333–44. DOI : 10.1111 / micc.12111 . PMID 24387004 . S2CID 26292524 .  
  6. ^ Смит Р.С., Смит TJ, Blieden TM, Фиппс RP (август 1997). «Фибробласты как сигнальные клетки. Синтез хемокинов и регуляция воспаления» . Американский журнал патологии . 151 (2): 317–22. PMC 1858004 . PMID 9250144 .  
  7. ^ a b c Silzle T, Randolph GJ, Kreutz M, Kunz-Schughart LA (январь 2004 г.). «Фибробласт: сторожевые клетки и местный иммуномодулятор в опухолевой ткани» . Международный журнал рака . 108 (2): 173–80. DOI : 10.1002 / ijc.11542 . PMID 14639599 . S2CID 10936034 .  
  8. ^ Bonnans С, Chou Дж, Werb Z (декабрь 2014). «Ремоделирование внеклеточного матрикса в процессе развития и болезни» . Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 15 (12): 786–801. DOI : 10.1038 / nrm3904 . PMC 4316204 . PMID 25415508 .  
  9. ^ Десаи N, Rambhia P, Gishto A (февраль 2015). «Культивирование эмбриональных стволовых клеток человека: историческая перспектива и эволюция систем культивирования, свободных от ксенонов» . Репродуктивная биология и эндокринология . 13 (1): 9. DOI : 10,1186 / s12958-015-0005-4 . PMC 4351689 . PMID 25890180 .  
  10. Перейти ↑ Matsuda Y, Takahashi K, Kamioka H, ​​Naruse K (сентябрь 2018). «Клетки, питающие фибробласты десен человека, способствуют созреванию индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в кардиомиоциты» . Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 503 (3): 1798–1804. DOI : 10.1016 / j.bbrc.2018.07.116 . PMID 30060947 . 
  11. ^ a b Krausgruber T, Fortelny N, Fife-Gernedl V, Senekowitsch M, Schuster LC, Lercher A, et al. (Июль 2020 г.). «Структурные клетки являются ключевыми регуляторами органоспецифических иммунных ответов» . Природа . 583 (7815): 296–302. Bibcode : 2020Natur.583..296K . DOI : 10.1038 / s41586-020-2424-4 . PMID 32612232 . S2CID 220295181 .  
  12. ^ Armingol Е, директор А, Harismendy О, Льюис СВ (ноябрь 2020). «Расшифровка межклеточных взаимодействий и коммуникации по экспрессии генов» . Обзоры природы. Генетика . DOI : 10.1038 / s41576-020-00292-х . PMC 7649713 . PMID 33168968 .  
  13. ^ Минтон K (сентябрь 2020). «Ген атласе А„структурного иммунитета “ » . Обзоры природы. Иммунология . 20 (9): 518–519. DOI : 10.1038 / s41577-020-0398-у . PMID 32661408 . S2CID 220491226 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Гистологический объект UIUC 240
  • MedEd at Loyola Histo / Practical / ctproper / hp3-15.html