Суббота , 22 января 2022
Главная / Разное / Фибробласты функции: типы, функции и факторы роста.

Фибробласты функции: типы, функции и факторы роста.

Содержание

типы, функции и факторы роста.

Тело человека состоит из триллионов разнообразных клеток. Наиболее важными клетками самого большого органа в теле человека – кожи, являются фибробласты. Их называют клетками молодости, так как именно активная работа фибробластов способствует поддержанию молодости и красоты кожи.

 

Фибробласты

Зародышевые клетки соединительной ткани организма. Они участвуют в процессах регенерации и синтеза белков, наиболее важных для омоложения клеток дермы.

 

В организме человека фибробласты могут находиться в двух формах: активные и неактивные. Активный фибробласт имеет большой размер, отростки, овальное ядро и много рибосом. Такая клетка может делиться и интенсивно вырабатывать коллаген. Неактивные фибробласты называются также фиброцитами. Они являются высокодифференцированными клетками, которые образовываются их фибробластов, не имеют способности к делению, но принимают активное участие в синтезе волокнистых структур и заживлении ран. Неактивные фибробласты имеют несколько меньший размер, чем активные, и отличаются веретенообразной формой.

 

Все активные фибробласты разделяются на несколько структурно-функциональных типов, каждый из которых выполняет определенные функции:

— малодифференцированные фибробласты обладают выраженными пролиферативными свойствами, то есть, они активно размножаются и растут;

— юные фибробласты – более дифференцированные клетки, которые также способны к пролиферации, но в отличие от малодифференцированных, могут синтезировать коллаген и кислые гликозаминогликаны;

— зрелые фибробласты образуются из юных форм, практически не могут размножаться, и разделяются на три подтипа:

  • фиброкласты разрушают коллаген путем фагоцитоза и внутриклеточного лизиса;
  • коллагенобласты синтезируют коллаген;
  • монофибробласты играют роль в сокращении фиброзной ткани при заживлении ран.

 

Фибробласты располагаются в среднем слое кожи человека – в дерме. Там они вырабатывают внеклеточный матрикс, компоненты которого и формируют своеобразный каркас кожи. Основными компонентами внеклеточного матрикса являются гликопротеины, протеогликаны и гиалуроновая кислота. Широко известный коллаген является превалирующим гликопротеином внеклеточного матрикса. Кроме того, фибробласты продуцируют также белки фибрин, эластин, тинасцин, нидоген и ламинин, которые используются в качестве «строительного материала» для кожи.

 

Еще один продукт синтеза фибробластов – это факторы клеточного роста, к которым относятся:

  • основной фактор, усиливающий рост всех клеток кожи;
  • трансформирующий фактор, способствующий стимулированию выработки эластина и коллагена;
  • эпидермальный фактор, ускоряющий деление клеток и перемещение кератиноцитов;
  • фактор роста кератиноцитов.

 

Основные функции фибробластов:

  • синтез коллагена, эластина, гиалуроновой кислоты и других компонентов внеклеточного матрикса;
  • формирование сосудов;
  • усиление процессов клеточного роста;
  • ускорение разрастания тканей;
  • заживление поврежденной кожи;
  • направление клеток иммунной системы к бактериям и другим чужеродным агентам.

 

С возрастом в организме человека способности фибробластов в плане активного синтеза и пролиферации в тканях кожи снижаются, в результате чего происходит уменьшение содержания их главных компонентов — гиалуроновой кислоты, коллагена, эластина, сосудистой сети. Это отражается на внешнем виде кожного покрова.

 

Сегодня, благодаря успехам биотехнологии, появилась возможность естественным путем повлиять непосредственно на причину возрастного увядания кожных тканей. Этого удалось достигнуть способом обогащения ее собственными молодыми фибробластами, которые являются строителями внеклеточного матрикса.

 

Трансплантация в кожу лица собственных молодых клеток фибробластов способна эффективно и достаточно быстро активизировать процессы обновления и восстановления ее структуры. Аутологичные (свои) клетки не воспринимаются собственной иммунной системой как антиген (чужеродные) и, следовательно, организмом не отторгаются, а полноценно функционируют. Преимуществом клеточного омоложения является и то, что трансплантированные фибробласты долгое время (от полугода до полутора лет) сохраняют функциональную активность в части усиленного синтеза гиалуроновой кислоты, коллагена, эластина и других компонентов матриксной системы кожи. В течение этого срока постоянно продолжается улучшение ее состояния.

Такая методика аутотрансплантации фибробластов в косметологии получила официальное разрешение Росздравнадзора.

 

Источники: https://estet-portal.com/, https://bellaestetica.ru/.

особенности цитогенеза, цитофизиологии и возможности клинического применения

В свете получения современных экспериментальных данных общая концепция о фибробластах – основных клетках рыхлых и плотных волокнистых соединительных тканей – претерпевает существенные изменения, все более отдаляясь от классических представлений. В нашем обзоре, продолжая идею определения фибробластов как сугубо фенотипической категории, мы затронули наиболее проблемные вопросы, касающиеся определения дифферона фибробластов, клеточных источников их цитогенеза, особенностей цитофизиологии, их возрастных изменений в аспекте влияния на возможности клинического применения.

До настоящего времени фибробласты – клетки функционально ведущего гистогенетического ряда рыхлой и плотной волокнистых соединительных тканей – представляют собой объект многочисленных научных исследований. Активный интерес к ним связан как со значительным количеством дискуссионных вопросов, касающихся их цитогенеза и биологии, так и с доступностью получения, культивирования и использования в различных экспериментальных моделях, а также неразрешенностью проблем восполнения глубоких и (или) значительных по площади дефектов кожи стандартными хирургическими методами. Единого мнения о клеточных предшественниках фибробластов в постнатальном периоде не сформировано, не существует достоверных критериев отнесения клеточных типов к конкретному звену фибробластического дифферона, равно как нет и представлений о возрастных изменениях и их потенциальном значении в экспериментальном и клиническом применении. Получение ответов на «проблемные» вопросы имеет принципиальное как общетеоретическое, так и прикладное значение.

Научный подход в решении любой задачи предполагает этап адекватного, объективного анализа и синтеза полученной информации. В этой связи и с учетом накопления огромного объема экспериментальных сведений о функциональных и фенотипических характеристиках фибробластов, «поведении» in vitro и in vivo, в сочетании с активным обсуждением их происхождения, возрастных аспектов изменения морфофункциональных особенностей, возникает необходимость объединения данных в единую систему, способную разрешить теоретические дискуссионные вопросы, актуальные для потенциального клинического применения фибробластов.

Цель обзора – внесение недостающих данных в современную концепцию о фибробластах в части, касающейся их цитофизиологии, изменений в возрастном аспекте и вариантов терапевтического использования на основе анализа последних экспериментальных материалов в сопоставлении с классическими представлениями.

Особенности цитогенеза и цитофизиологии фибробластов дермы

В соответствии с современными взглядами и классическими представлениями о клеточных дифферонах, процесс реализации клетками генетической информации носит непрерывный характер, в течение которого существенно изменяются их морфофункциональные характеристики. Несмотря на непрерывность цитогенеза в рамках отдельных клеточных популяций, значимым является выделение ряда его этапов – клеток одной цитогенетической линии, характеризующихся разной степенью дифференцировки, то есть обладающих специфическими, отличными от предыдущего и последующего этапов, свойствами

[1].

Представления о фибробластическом диффероне, впервые сформулированные классиками отечественной гистологической школы (А.А. Максимовым, А.А. Заварзиным, Н.Г. Хлопиным), изменялись с начала XX в. до настоящего времени в направлении обогащения гистогенетического ряда, представленного изначально тремя составляющими, дополнительными звеньями, что связано с получением все новых данных о цитофизиологии и иммунофенотипе фибробластов

[2].

По аналогии с периодическим законом Д.И. Менделеева – единственным в своем роде, но имеющим множество вариантов иллюстрирующих его таблиц – существует целый ряд моделей фибробластического дифферона, которые полностью укладываются в общепринятую концепцию дифферонной организации цитогенеза. Такое разнообразие вариантов связано с отсутствием унифицированных надежных маркеров клеток, входящих в состав отдельных звеньев дифферона.

Наиболее распространенной в отечественной литературе является модель дифферона, основанная на классических представлениях и современных данных о совокупности морфофункциональных характеристик и пролиферативном потенциале фибробластов

[1–3]:

• полипотентные клетки-предшественницы;

• префибробласты – коммитированные клеткипредшественницы;

• юные фибробласты;

• дифференцированные фибробласты – центральное звено фибробластического дифферона.

• конечный тип клеток фибробластического дифферона:

– фиброциты;

– миофибробласты;

– фиброкласты.

Ряд зарубежных авторов, положивших в основу более детальные сведения о пролиферативном потенциале фибробластов дермы, описали две большие составляющие дифферона [4, 5, 6–8]: митотитически активные фибробласты (МФ) и постмитотические фибробласты (ПМФ). МФ, согласно результатам исследования их цитоморфологии, потенциала к делению и способности синтезировать специфические цитокины и факторы роста (TGF-β, KGF), разделяют на три последовательных этапа: МФ I, МФ II и МФ III

[5]. При этом клеточный пул МФ I обладает самым высоким пролиферативным потенциалом и проходит около 25-30 клеточных делений перед дифференцировкой в клеточную популяцию МФ II. МФ II, в свою очередь, до перехода в МФ III совершают около 15–20 делений, а МФ III перед дифференцировкой в ПМФ осуществляют всего около 5–8 делений. В сопоставлении с более распространенной схемой, популяции МФ представляют собой цитогенетический ряд от префибробласта до юного фибробласта. Клеточный пул, характеризующийся отсутствием пролиферативной активности, согласно полученным биохимическим характеристикам, отражает клеточную систему «дифференцированный фибробласт-фиброцит». В пересчете на клетку, эта система, по сравнению с клеточными популяциями МФ, продуцирует в 5–8 раз больше общего коллагена и, тем самым, обеспечивает необходимое для поддержания морфофункциональной организации дермы корректное соотношение коллагена I, III и V типов [5, 7]. Выяснилось, что в коже человека соотношение клеточных популяций МФ/ПМФ постоянно и составляет 2:1 независимо от возраста человека [5]. В условиях in vitro клеточные популяции МФ и ПМФ разделяют на основании специфической экспрессии фермента β-галактозидазы, характерного для ПМФ и не наблюдающейся у МФ [8]. Продукция этого фермента применяется для идентификации процессов клеточного старения в культурах фибробластов [9].

В соответствии с существующей парадигмой в отношении этапности фибробластического дифферона, а также с учетом современных данных об их цитогенетической неоднородности и тенденций к обозначению фибробластов как сугубо фенотипической категории [2], нами предложена к обсуждению следующая обновленная схема фибробластического дифферона (рис. 1).

Определение структуры фибробластического дифферона не является сугубо теоретической задачей, а имеет принципиальное значение для понимания морфофункциональных процессов, происходящих на клеточном и тканевом уровнях в норме и при патологии, что, в свою очередь, открывает перспективы клинического применения фибробластов.

Источники цитогенеза фибробластов

Описывая структуру фибробластического дифферона и раскрывая морфофункциональную организацию кожи через призму характеристик отдельных его этапов, необходимо акцентировать внимание на первом звене цитогенетического ряда фибробластов – полипотентной клетке-предшественнице – и вынести его в отдельную рубрику ввиду активной обсуждаемости вопроса происхождения фибробластов в постанатальном периоде, постоянном увеличении числа «претендентов» на роль первого этапа дифферона, а также принципиальной значимости вопроса для потенциального клинического применения.

В настоящее время в качестве источников развития фибробластов рассматриваются несколько возможных вариантов: местные тканевые недифференцированные предшественники, мезенхимные мультипотентные стромальные (ММСК) или гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) красного костного мозга, – а также участие всех вышеперечисленных источников [2].

Еще А.А. Максимов (1918) отметил, что часть клеток мезенхимы дерматомов сомитов, являющихся предшественницами фибробластов в пренатальном периоде, располагаясь в окружности капилляров, остается в малодифференцированном состоянии и обеспечивает в постнатальном периоде онтогенеза пополнение убывающей в результате дифференцировки популяции фибробластов [2]. В настоящее время большинство исследователей определяет эти камбиальные клетки как периваскулоциты (адвентициальные клетки) [10]. Важно отметить, что в зарубежной литературе, зачастую, под термином «периваскулоциты» понимают не только адвентициальные клетки, сопровождающие сосуды и расположенные в контакте с их наружной стенкой, но и «перициты» [11–14], которые, по представлениям отечественной гистологической школы, представляют собой принципиально иную популяцию клеток, локализующуюся между пластинками базальной мембраны сосудов [1]. Именно адвентициальные клетки способны к дифференцировке в фибробластическом направлении, наряду с остео- и хондробластическим, а также адипоцитарным, хотя в ряде работ аналогичный дифференцировочный потенциал показан и для перицитов [11–14]. Поскольку дерма кожи обладает хорошо развитым микроциркуляторным руслом, то вполне вероятно, что периваскулярные клетки принимают активное участие в цитогенезе фибробластов как в физиологических условиях, так и при заживлении ран.

Популяция адвентициальных клеток гетерогенна, о чем свидетельствует иммунофенотипическое разделение их на две группы по экспрессии комплекса гемопоэтических маркеров (CD34, Sca-1, CD49e) [15]. Существует мнение о происхождении их из циркулирующих в кровотоке ММСК и ГСК, наряду с наличием резидентных периваскулоцитов – возможных «прямых потомков» мезенхимных клеток [2].

В последние годы появились публикации, описывающие ряд полипотентных клеток, полученных из дермы и соответствующих по своему дифференцировочному и пролиферативному потенциалу ММСК костного мозга (табл. 1) [16–22].

J. Toma с соавт. (2001, 2005) идентифицировали и описали популяцию так называемых «клетокпредшественников из кожи» (SKPs, skin-derived progenitor cells) [17, 18]. SKPs были выделены из ниши дермального сосочка волосяного фолликула молодых и взрослых грызунов и культивировались in vitro в среде с факторами роста, часто используемыми для инкубирования нейрональных клетокпредшественниц. SKPs экспрессируют нестин, фибронектин, виментин и соответствуют MМСК по способности дифференцироваться в мезодермальном и нейральном направлениях [23, 24]. Популяция клеток со свойствами SKPs была выделена из неонатальной крайней плоти человека [18, 25], а также из кожи плода, человека среднего и пожилого возраста [20]. Ряд авторов полагают, что SKPs представляют собой новый тип мультипотентных «взрослых» клеток с «разнонаправленной» дифференцировкой [17].

SKPs человека способны в течение длительного времени пролиферировать в культуре ex vivo и дифференцироваться в мезенхимальном, нейрональном и гладкомышечном направлениях. Предполагают, что эти клетки, имеющие фенотип мезенхимных стволовых клеток и мультилинейный дифференцировочный потенциал, находятся в состоянии покоя до момента повреждения ткани [17, 18]. Интересно отметить, что субпопуляция SKPs, выделенная из крайней плоти, способна дифференцироваться in vitro в нейроно подобные клетки.

Из дермы крайней плоти человека и кожи кролика мультипотентные клетки, подобные SKPs, выделили J. Lavoie с соавт. (2009). Авторы установили, что эти клетки, как in vitro, так и in vivo способны дифференцироваться в остеобласты и хондроциты, а часть SKPs – в гладкомышечные клетки и периваскулоциты, ассоциированные с кровеносными сосудами. По мнению исследователей, свойства этих SKPs аналогичны свойствам мультипотентных клеток нейрального гребня и их можно выделить как на стадии эмбриогенеза, так и на стадии взрослого организма [26].

N. Gago с соавт. (2009) выделили мультипотентные клетки, сходные с SKPs, (по протоколу J. Toma с некоторой модификацией) из биоптатов кожи от 102 здоровых доноров (в возрасте от 8 месяцев до 85 лет) из разных анатомических областей. При этом, выделение было произведено из ниш вне дермального сосочка волосяных фолликулов. Кроме того, авторы показали, что с возрастом наблюдается резкое снижение пула SKPs и (или) их дифференцировочного потенциала [27].

Предполагается, что SKPs представляют собой эмбриональные эндогенные клетки-предшественницы, мигрирующие в ткани организма во время развития, и сохраняющие свою мультипотентность во взрослом организме [26, 27].

G. Bartsch с соавт. (2005) идентифицировали в дерме крайней плоти еще одну клеточную популяцию, обозначенную ими как дермальные мультипотентные мезенхимные стволовые клетки (dermal multipotential mesenchymal stem cells, dermal MSCs), способные к дифференцировке в мезенхимальных направлениях (в адипоциты, остеоциты и миоциты) даже после 100 пассажей без явлений трансформации [22].

F. Chen с соавт. (2007) в дерме ювенильной крайней плоти обнаружили еще одну популяцию клеток, которую назвали мультипотентными дермальными фибробластами (MDFs), отличную от SKPs [16]. С помощью клонального анализа было показано, что MDFs составляют приблизительно 0,3% от общей популяции фибробластов дермы крайней плоти человека. В противоположность SKPs, обнаруженная исследователями популяция клеток продуцировала виментин и не экспрессировала нестин, а также, кроме эктодермальной и мезодермальной, была способна к энтодермальной дифференцировке (в частности, в гепатоциты). В 2010 г. научная группа F. Chen еще раз подтвердила мультипотентность MDFs, показав их способность дифференцироваться в островково-подобные клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин, глюкагон и соматостатин после панкреатической индукции. Более того, эти клеточные кластеры способны in vitro высвобождать инсулин в ответ на введение глюкозы [28].

Практически одновременно с предыдущими исследователями K. Lorenz с соавт. (2008) выделили из ювенильной крайней плоти человека «фибробластподобные мезенхимные стволовые клетки» (FMSCc), которые экспрессируют виментин, фибронектин, коллаген I типа и слабо – нестин, α-SMA. Общий антигенный профиль этих клеток сходен с ММСК костного мозга и жировой ткани. FMSCc обладают остеогенным и адипогенным дифференцировочным потенциалом. Авторы предположили, что выделенные ими FMSCs представлены в дерме человека не в виде одиночных клеток, а в виде главной клеточной популяции, которая находится в состоянии покоя до момента повреждения ткани (что подтверждается низким уровней экспрессии нестина). Клетки этой популяции при повреждении кожи способны дифференцироваться в миофибробласты [25].

Необходимо отметить, что условия культивирования выделенных различными исследователями клеток весьма вариабельны, что могло оказывать существенное влияние на экспрессию ряда маркеров и дифференцировочный потенциал. По мнению P. Robey, возглавляющей ведущую остеологическую лабораторию мира, большинство маркеров способны значительно варьировать в зависимости от добавления специфических ростовых факторов [29]. Так, J. Toma с соавт. культивировали SKPs с FGF2, EGF и В27, которые используются для инкубирования нейрональных клеток-предшественниц. В этих условиях SKPs экспрессировали нестин, виментин и фибронектин. F. Chen с соавт. культивировали выделенные ими MDFs на стандартной культуральной среде без добавления факторов роста. Не исключено, что J. Toma и F.Chen с соавт. выделили одну и ту же популяцию клеток-предшественниц, которые в разных условиях экспрессировали разные маркеры. Более того, в большинстве вышеуказанных работ, описывающих получение различных мультипотентных клеток из дермы, не указывалась их точная локализация. За исключением SKPs, расположенных в области дермального сосочка волосяного фолликула, часть оставшихся клеток, как то FMSCs, MDFs, dermal MSCs вполне могли оказаться уже давно известными периваскулоцитами.

В любом случае, вышеуказанные данные свидетельствуют о том, что дерма человека содержит значительный камбиальный резерв, способный генерировать множество клеточных линий, а, следовательно, который может быть рассмотрен в качестве альтернативного костному мозгу источника стволовых клеток [30–33], которые в перспективе могут быть использованы в клинической практике в рамках биотехнологического подхода.

Костномозговое происхождение предшественников фибробластов доказано экспериментально и не вызывает сомнений [34]. Дальнейший научный поиск, связанный с идентификацией конкретного вида стволовой клетки, являющейся первым звеном фибробластического дифферона, привел к установлению факта, что как ГСК [35–37], так и ММСК [38–41] в равной степени являются предшественниками фибробластов в пост-натальном периоде онтогенеза.

Кроме того, в системном кровотоке также обнаружены популяции клеток, способные к дифференцировке в фибробластическом направлении, которые, по всей видимости, являются ближайшими потомками ГСК и ММСК, мигрирующими в ткани [2].

Так, R. Bucala с соавт. (1994) описали популяцию клеток (коллаген+/виментин+/ CD34+), названных ими «фиброцитами периферической крови» (ФПК), устремляющихся к местам повреждения кожи, где активно участвуют в процессах репаративной регенерации [42]. Экспрессия ими ряда гемопоэтических маркеров в определенной степени свидетельствует о цитогенезе из ГСК [2, 43]. Показано, что хотя доля этих клеток составляет только 0,5% белых клеток периферической крови, в ране они насчитывают 10% от всех инфильтрирующих поврежденную ткань клеток [42]. Более того, ФПК индуцируют ангиогенез, продуцируя ангиогенные факторы [43, 44], синтезируют цитокины для привлечения CD4+ лимфоцитов и других клеток воспаления [45], экспрессируют антигены, в частности ССR7, для активации миграции клеток к ране [46].

В то же время из крови получены так называемые «циркулирующие в кровотоке предшественники соединительных тканей», экспрессирующие остеонектин, α-SMA, CD44, CD106, CD29, в сочетании с отрицательной реакцией на антитела к гемопоэтическим маркерам CD45/CD14, способные адгезироваться к поверхности культурального пластика и дифференцироваться не только в фибробластическом, но и в остео-, хондробластическом и адипоцитарном направлениях, что в совокупности соответствует морфофункциональным особенностям ММСК [47, 48].

В связи с наличием выраженных различий в функциональном профиле фибробластов папиллярного и ретикулярного слоев дермы, а также значительным числом принципиально отличающихся клеточных источников их происхождения, трудно не согласиться с мнением M. Sorrel и A. Caplan (2004), что термин «дермальные фибробласты» сильно упрощен [15]. По всей видимости, слово «фибробласт» следует считать чисто фенотипической категорией, объединяющей целый ряд различных в цитогенетическом аспекте клеточных линий [2].

Таким образом, фибробласты в интересах дальнейшего клинического применения могут быть получены не только непосредственно из дермы уже в определенной степени дифференцировки, но и из клеток-предшествениц, локализующихся в коже, системном кровотоке и красном костном мозге. Однако теоретической основой эффективного клинического применения является не только определение клеточного источника фибробластов дермы, но и установление изменений их морфофункциональных особенностей в возрастном аспекте, а также достоверных критериев, позволяющих отнести клеточную культуру к популяции фибробластов.

Функциональная часть фибробластического дифферона

Префибробласты – коммитированные в фибробластическом направлении мелкие округлые клетки, обладают высоким пролиферативным потенциалом, благодаря чему поддерживают необходимую в конкретных условиях численность популяции фибробластов [49, 50]. Учитывая факт локализации префибробластов, главным образом, вблизи сосудов микроциркуляторного русла [49], наибольшая плотность которой наблюдается в области двух капиллярных сетей, разграничивающих папиллярный, ретикулярный слои и гиподерму [1], можно предположить, что именно в данной области сосредоточен основной пул малодифференцированных предшественников фибробластов. При этом папиллярный слой относительно ретикулярного имеет более обильное кровоснабжение из-за необходимости обеспечения трофики эпидермиса и выполнения кожей функции терморегуляции [1]. Возможно, по причине большей плотности сосудов фибробласты наружного слоя дермы продуцируют большее количество коллагена III типа, нежели клетки ретикулярного слоя [51]. S. Mine с соавт. (2008) показали при помощи клонального анализа более высокую скорость удвоения популяций фибробластов папиллярного слоя по сравнению с фибробластами ретикулярного слоя, при условии получения из одного и того же участка кожи. Данная закономерность может быть связана с преобладанием в первом малодифференцированных предшественников [52].

Юные фибробласты характеризуются сохранением пролиферативной активности, но уже участвуют в организации МКМ [49].

Дифференцированные фибробласты – основная клеточная популяция фибробластического дифферона дермы, обеспечивающая ее морфофункциональную организацию и гомеостаз за счет выполнения ключевых функций: структурной, регуляторной, ремоделяционной, репаративной. В этой связи и в свете наиболее выраженных различий в выполнении структурной функции целесообразно охарактеризовать особенности цитофизиологии фибробластов в соответствии с локализацией в слоях кожи.

Так, дифференцированные фибробласты эпителиально-дермального соединения, как и кератиноциты, продуцируют основные компоненты базальной мембраны – коллагены IV типа, гликопротеины и ламинины [1, 53–59]. Кроме того, секретируют энтактин/ нидоген [55], формирующий плотные нековалентно связанные комплексы с ламинином и в меньшей степени коллагеном IV типа, тем самым выступая в качестве связующего звена между некоторыми компонентами межклеточного матрикса (МКМ), а также тенасцин, модулирующий «эпителиальномезенхимальные взаимодействия» [60]. Более того, фибробластам принадлежит важная роль в регуляции эпидермального гистогенеза за счет взаимодействия с эпителиальными клетками и секреции ряда биологически активных веществ: фактора роста кератиноцитов (KGF-1), гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF), интерлейкинов (IL-6, IL-8), индуцирующих пролиферацию эпителиоцитов [61-64], а также трансформирующего фактора роста-β1 (TGF-β1), ингибирующего деление эпителиальных клеток, но стимулирующего их дифференцировку и апоптоз [5].

Фибробласты папиллярного слоя дермы формируют основные компоненты МКМ рыхлой волокнистой соединительной ткани – ряд коллагеновых белков (I, III, VI, V, VI, XII, XVI) [65], эластин, гикозаминогликаны и протеогликаны (тенасцин-С), а также ферменты, участвующие в посттрансляционном процессинге структурных белков и катаболических реакциях [1, 56]. В связи с тем, что в папиллярном слое локализуются также представители других клеточных дифферонов (макрофаги, тканевые базофилы, лейомиоциты, пигментные клетки и др.) [1, 55], объяснима экспрессия фибробластами таких биологически активных веществ, как TGF-β1, GM-CSF и др. [5, 60], стимулирующих хоуминг этих клеток. Тонкие коллагеновые и эластические волокна расположены в виде сети, с преобладанием параллельной поверхности тела ориентации [1]. В этой связи, биологическая целесообразность наружного слоя дермы заключается в регуляции и обеспечении трофики эпидермиса, сопротивлении кожи растяжению, акцепции внешних сигналов/воздействий и осуществлении начальных этапов реакции на них, в реализации которых значимая роль принадлежит фибробластам.

Дифференцированные фибробласты ретикулярного слоя дермы характеризуются несколько иными акцентами функционального профиля – продуцируют фибриллярные компоненты МКМ, характерные для плотной волокнистой неоформленной соединительной ткани: коллагены (I, III, VI, XIV), обладающие большим диаметром и образующие сложную трехмерную сеть, эластин и аморфное вещество МКМ: гликозаминогликаны, протеогликаны (версикан, декорин (нейтрализует TGF-β), тенасцин-Х), ферменты (металлопротеиназы) [1, 49, 51]. При этом ретикулярный слой дермы не отличается разнообразием клеточных типов – в нем превалируют дифференцированные фибробласты и фиброциты [1].

Важно, что стабильность различий функциональных особенностей фибробластов папиллярного и ретикулярного слоев сохраняется и при культивировании их in vitro, что, предположительно, может быть связано с влиянием генов семейства АР-1, ДНК-последовательности homeobox, их регуляторов [55].

Несмотря на поддержание специфики функций наружного и внутреннего слоев дермы через различия функционального профиля фибробластов, входящих в их состав, для основных клеток волокнистых соединительных тканей характерна и общая роль в обеспечении морфофункциональной организации и гомеостаза кожи.

Фиброциты – конечное звено фибробластического дифферона, характеризующееся высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением, низкой секреторной активностью и участием в регуляции обменных процессов в дерме [1, 49].

Функции фибробластов дермы

Функция формирования и репарации дермы. Фибробласты обеспечивают морфофункциональную организацию кожи не только в физиологических условиях, но и при патологии – активно участвуют в восстановлении ее целостности после повреждений во взаимодействии с другими клетками кожи и мигрирующими в зону дефекта форменными элементами крови, т.е. реализуют как физиологический, так и репаративный гистогенез в дерме [1, 49, 50, 66, 67]. Первыми с током крови в зону повреждения устремляются тромбоциты, моноциты/ макрофаги, дегрануляция которых приводит к высвобождению TGF-β и др., которые, помимо модуляции функциональной активности фибробластов, индуцируют их хемотаксис, а также стимулируют миграцию нейтрофилов [50]. Процесс активации фибробластов сопровождается усилением пролиферативной активности, хоумингом к месту повреждения, дифференцировкой в премиофибробласты, активно продуцирующие коллаген, фибронектин и организующие МКМ, служащий «опорой» для других клеток. В последующем премиофибробласты под влиянием специфических факторов (TGF-β1, эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), фактор роста фибробластов-2 (FGF-2)) и механического напряжения дифференцируются в миофибробласты, обладающие выраженным сократительным аппаратом (α-гладкомышечный актин, миозин), ответственные за контракцию регенерата [68]. Миофибробласты апоптозом элиминируются из места повреждения и замещаются фибробластами, регулирующими состав и ремоделирование новообразованного МКМ [55, 60].

Регуляторная функция. Фибробласты дермы продуцируют комплекс проангиогенных факторов: VEGFs, FGFs, TGF-β1, HGF/SF и ангиопоэтин-1 [26 69], которые вовлечены в регуляцию процессов ангиогенеза – индуцируют миграцию и дифференцировку эндотелиальных клеток, способствуют образованию сосудов [70, 71, 15].

Значимое место фибробласты дермы занимают в системе нейро-эндокринной регуляции кожи. Они способны синтезировать биологически активные пептиды – гормоны, биогенные амины, нейропептиды и нейротрансмиттеры, идентичные таковым в центральной нервной и эндокринных системах [72], пролактин, идентичный гипоталамическому [73], экспрессируют ген гормона роста [74]. Фибробласты дермы характеризуются наличием рецепторов андрогенов и эстрогенов, через которые реагируют на гормональные влияния, опосредуя действие половых гормонов на кожу человека [75].

Немаловажную роль фибробласты дермы играют в регуляции иммунного ответа. По мнению Н.П. Омельяненко (2009), фибробласты можно рассматривать как «сторожевые» клетки, организующие ответы соединительной ткани на инфекцию или повреждение [56]. Так, C.G. Larsen и соавт. (1989) продемонстрировали участие фибробластов дермы в реализации механизмов взаимодействия иммунокомпетентных клеток. В условиях in vitro показаны их иммуносупрессорные и иммуномодулирующие свойства [76]. В 1981 г. J.H. Korn показал ингибирующее действие фибробластов на митогенез и пролиферацию Т-клеток [77]. Кроме того, фибробласты синтезируют ряд основных посредников воспаления, одним из которых является фактор транскрипции RelB ядерного фактора kB, активирующий тучные клетки. При совместном культивировании фибробластов дермы и мастоцитов происходит усиление продукции последними гистамина [78]. С другой стороны, фибробласты подвержены регуляторным влияниям других клеток дермы. В частности, цитокины, продуцируемые иммунокомпетентными клетками, стимулируют (TGF-β, интерлейкин-1) и ингибируют (γ-интерферон) продукцию коллагена и фибронектина, снижают экспрессию протеаз (TGF-β), модулируют пролиферацию фибробластов (тромбоцитарный фактор роста) [79].

Функция ремоделирования матрикса. Ремоделирование МКМ – непрерывный процесс его изменения, приведения структуры в соответствие выполняемым функциям и оптимальному сопротивлению воздействующим механическим нагрузкам. Полная детализация механизмов ремоделирования далека от разрешения, однако накопилось множество противоречивых и разрозненных данных, раскрывающих этот процесс. По современным представлениям, в реализацию процессов ремоделирования на клеточном уровне вовлечено большинство клеточных типов дермы, однако именно представители фибробластического дифферона являются ведущим исполнительным элементом. На субклеточном уровне ремоделирование МКМ осуществляется за счет взаимодействия компонентов МКМ, поверхностных рецепторов клеток, цитоскелета, протеаз и их активаторов (плазмин, катепсины B и L)/ингибиторов (тканевые ингибиторы металлопротеиназ, TIMP) [60]. В ходе ремоделирования под действием ряда цитокинов (интерлейкин-1β, фактор некроза опухолей-α) фибробласты продуцируют прометаллопротеиназы, активируемые в МКМ плазмином и катепсинами. В результате происходит разрушение компонентов МКМ, продукты деградации которого посредством эндоцитоза поступают в фибробласты, где по механизму отрицательной обратной связи увеличивают экспрессию TIMP, блокирующих протеолиз [79]. Аналогичную роль – ремоделирование МКМ – выполняют фиброкласты, но не за счет синтеза его компонентов, а посредством их лизиса [49].

Таким образом, фибробласты – основа морфофункциональной организации и гомеостаза кожи, являются ведущим исполнительным элементом регуляторных влияний как общего (нейро-эндокринная система), так и местного (цитокины, межклеточные и клеточно-матриксные взаимодействия) уровней. Специфика функционального профиля фибробластов разных слоев дермы предопределяет функциональные различия папиллярного и ретикулярного слоев. Следует заключить, что именно фибробласты дермы должны быть основной точкой приложения терапевтических вмешательств при патологии кожи, а также являться эффективным инструментом в рамках биотехнологий, позволяющим оптимизировать процессы репаративной регенерации кожи при их нарушении. Однако дальнейшая детализация цитофизиологии фибробластов, особенно в части, касающейся источников их цитогенеза, возрастных изменений и специфики функциональных параметров в зависимости от локализации, крайне необходима для обоснования выбора конкретной популяции фибробластов в случае их клинического применения.

Возрастные изменения цитофизиологии фибробластов

После выяснения особенностей цитофизиологии фибробластов и их значения в морфофункциональной организации и поддержании гомеостаза кожи в физиологических условиях, представляются закономерными следующие вопросы: как меняются цитофизиологические характеристики популяции фибробластов с возрастом (in vitro и in vivo) и как они отражаются на строении и функциях кожи? Решение этого аспекта общей современной концепции о фибробластах имеет принципиальное значение как для понимания генеза «старения», так и для клинической практики: для обоснования выбора доноров клеток, определения показаний, прогнозирования течения и результатов терапевтического применения фибробластов дермы. В этой связи, исследования возрастных изменений и их морфофункциональной активности проводятся на протяжении последних нескольких десятилетий.

Первые различия между популяциями фибробластов дермы, выделенных от молодых и старых доноров, проявляются еще на стадии получения клеточной культуры: показана статистически значимая более медленная миграция клеток пожилых людей из биоптатов кожи на поверхность культурального пластика [80, 81]. Способность любых клеток к передвижению определяется функционированием системы «цитоскелет – поверхностные рецепторы МКМ – волокнистые компоненты МКМ – специфические ферменты» [82]. In vitro показано, что с возрастом наблюдается увеличение размеров фибробластов дермы, повышение содержания и уплотнение компонентов их цитоскелета: даже при световой микроскопии становятся заметными актиновые фибриллы, располагающиеся близко друг к другу, формируя «пласт» на вентральной стороне цитоплазмы, увеличивается удельное содержание микротрубочек и их организационных центров, промежуточных филаментов, образующих фибриллярные структуры в виде слоев и тяжей [83]. Снижение миграционной способности фибробластов дермы, оптимальный уровень которой необходим для нормального течения репаративных процессов в коже, обусловлено не только дезорганизацией актинового цитоскелета, но и пониженной экспрессией и функцией α2β1интегринов, связывающихся с ламинином и коллагеном I типа. При этом продукция и активность металлопротеиназ, также необходимых для передвижения фибробластов в межклеточном веществе соединительной ткани, с возрастом практически не изменяется [83]. Более того, биометрическими методиками показано возрастное увеличение ригидности фибробластов дермы (на 60% при сравнении доноров от 27 до 81 года), основанное на превращении глобулярного G-актина в фибриллярный F-актин, в то время как виментин остается без изменений. Повышение «напряженности» фибробластов дермы в процессе старения организма сопряжено со снижением вязкоэластических свойств организуемого ими коллагенового матрикса [84], а также может служить причиной снижения пролиферативной активности [83].

Другие значимые различия между фибробластами дермы молодых и пожилых людей касаются пролиферативных потенций. Так, при инкубировании in vitro фибробласты доноров в возрасте 60–80 лет подвергаются более быстрому «старению», один из основных показателей которого – понижение скорости удвоения культуры в виде невозможности достичь конфлюентности монослоя в течение двух недель [81]. Отставание наблюдается не только в скорости пролиферативного процесса, но и в числе клеточных делений: фибробласты молодых доноров характеризуются в два раза большим количеством митозов, благодаря чему одна клетка (таких 60%) способна образовать колонию в 256 и более фибробластов, а в случае пожилых доноров – лишь 2% клеток формируют колонии подобного объема [81, 85]. Обоснованием меньшего количества клеточных делений может служить лимит Хейфлика (Hayflick limit), согласно которому соматические клетки, не экспрессирующие теломеразу, способны в среднем лишь на 50 удвоений популяции [86], а фибробласты пожилых доноров до выделения in vitro уже прошли ряд клеточных циклов. С возрастом показано также увеличение частоты апоптозов в популяции фибробластов [87]. Закономерным исходом снижения пролиферативной активности фибробластов дермы и повышения количества апоптозов являются результаты исследования J. Varani с соавт. (2006), которые, анализируя биоптаты кожи людей в возрасте 18–29 и 80 лет и старше, показали, что общее количество фибробластов в группе пожилых доноров снижено приблизительно на 35% по отношению к молодым [88]. Аналогичные данные получены S. Nolte с соавт. (2008), которые предположили, что причиной возрастного уменьшения популяции фибробластов дермы является превалирование в процессе старения клеток с низким пролиферативным потенциалом [5].

Третья группа изменений цитофизиологии фибробластов дермы связана с их синтетической активностью в виде продукции различных веществ как для нужд самой клетки, так и «на экспорт».

В экспериментах 70-х годов XX в., авторы зачастую указывали на отсутствие статистически значимых различий во внутриклеточном содержании РНК и белков, однако их качественный состав не исследовался [81]. К настоящему же времени накопилось большое количество данных, показывающих значительные изменения качественного состава внутриклеточных структурных элементов фибробластов, коррелирующих с возрастом организма. В частности, обнаружено достоверное снижение синтеза митохондриальных белков фибробластов дермы, полученных от людей старше 40 лет, сопряженное с потерей митохондриального мембранного потенциала, со снижением процессов клеточного дыхания, эффективности окислительного фосфорилирования и пониженным синтезом АТФ [89].

В процессе старения наблюдается также снижение продукции компонентов МКМ соединительных тканей дермы. Так, J. Varani и соавт. (2000) показали, что общая продукция коллагена в коже людей 80 лет и старше снижена примерно на 75% относительно молодых людей (18–29 лет) [90], что, по всей видимости, связано как с понижением синтетической активности фибробластов дермы, так и уменьшением общей численности их популяции. При этом наблюдается параллельное снижение продукции коллагена I и III типов с изменением их соотношения в пользу коллагена I типа [91]. Снижение в дерме уровня коллагена считают одним из главных индикаторов ослабления функционирования фибробластов дермы [88].

Таким образом, процесс возрастных изменений сводится к уменьшению численности популяции фибробластов, снижению их пролиферативной и синтетической активности, что закономерно проявляется изменением количественного и качественного состава МКМ дермы. Следовательно, клетки фибробластического дифферона должны быть определены как основной эффектор и точка приложения терапевтического воздействия при коррекции дефектов кожи для возможного клинического применения в рамках регенерационной медицины.

Возможности клинического применения

Наибольшие успехи достигнуты в экспериментальных и клинических исследованиях, направленных на определение эффективности использования дермальных эквивалентов (ДЭ) для коррекции дефектов кожи. ДЭ представляет собой результат совмещения носителя (различные варианты коллагена, фибринового геля, полиглактина и пр.) и культуры аллогенных или аутогенных фибробластов [92]. При этом разрабатываются как двухмерные (клетки адгезируются на поверхность матрикса), так и трехмерные (фибробласты локализованы по всей толщине носителя) графты. Фибробласты используются также для создания комбинированных «аналогов кожи», структура которых предполагает расположение еще и кератиноцитов в один или несколько слоев. К настоящему времени прошел клиническую апробацию и запатентован целый ряд коммерческих препаратов, состоящих из бычьего коллагена I типа, аллогенных фибробластов и кератиноцитов [93].

С учетом того, что возрастные изменения цитофизиологии фибробластов в значительной степени определяют ухудшение морфофункциональной организации дермы в процессе старения, активно разрабатываются подходы, предполагающие использование фибробластов для коррекции возрастных нарушений структуры кожи. Предполагается, что введение функционально активных «молодых» клеток, не исчерпавших лимит митозов, обладающих выраженным синтетическим потенциалом, приведет к восполнению уменьшенного пула резидентных фибробластов дермы и нормализует состав и строение МКМ дермы в области трансплантации. Впервые специалисты компании Isolagen в 1995 г. применили фибробласты дермы для коррекции морщин и рубцов-постакне, доказав безопасность и клиническую эффективность технологии [94–100]. Впоследствии многие исследовательские группы указали на аналогичные положительные результаты, выраженные в виде увеличения продукции коллагена [97, 101–105], эластина, усиление эпидермального гистогенеза, стимуляции резидентной популяции фибробластов дермы [102].

Менее многочисленны работы, исследующие применение фибробластов в других областях медицины, как то урология, сердечно-сосудистая, челюстно-лицевая, нейрохирургия, стоматология и др. Принципиальные технологические аспекты, в основном, соответствуют таковым в части создания ДЭ: фибробластами заселяют носитель из органического материала с возможным включением других клеточных типов (эндотелиоциты, эпителиальные клетки слизистой мочевого пузыря, уретры), получая графт, пригодный для трансплантации [106]. Специфические технологические этапы связаны с конкретной областью применения и необходимыми характеристиками создаваемых графтов. В частности, T.N. McAllister с соавт. (2009) в клиническом исследовании показали приемлемые результаты применения биоинженерного прототипа сосуда в качестве артериовенозного доступа для выполнения гемодиализа. При этом для создания графта сосуда авторы в процессе культивирования фибробластов дермы на желатине получали «клеточные листы», которые оборачивали вокруг стальных мандренов (диаметром 4,8 мм) до сопоставления противолежащих сторон и инкубировали 10 нед., после чего мандрены извлекали, внутренний слой полученных «трубок» девитализировали высыханием на воздухе и заселяли эндотелиальными клетками [107].

В экспериментальных исследованиях в области нейрохирургии положительный эффект получен при эмболизации артериальных аневризм хитозанглицерофосфатным гидрогелем, содержащим фибробласты дермы [108]. Кроме того, в виду доступности получения и культивирования они используются в большом количестве исследований по репрограммированию в качестве исходной клеточной популяции [109–111].

Таким образом, возможности клинического применения фибробластов чрезвычайно широки, а результаты экспериментальных и клинических исследований в значительной степени успешны. Однако для продвижения медицинских технологий, предполагающих использование фибробластов, по аналогии с ММСК, необходимо принятие унифицированных достоверных критериев отнесения клеток к популяции фибробластов. Задача осложняется тем фактом, что, несмотря на экспрессию большого числа клеточных антигенов (табл. 2), ни один из них не является эксклюзивным маркером фибробластов [61]. Так, фибробласты дермы характеризуются экспрессией мезенхимных (CD44, СD73, СD90, СD105, виментин) и отсутствием эпителиальных, гемопоэтических и эндотелиальных маркеров (CD31, CD34, CD45) [2, 15]. При этом, например, поверхностный клеточный антиген Thy-1/CD90 продуцирует все их популяции (предполагается, что он регулирует адгезию фибробластов, организацию цитоскелета и миграцию клеток) [70], но, в то же время, Thy-1/ CD90 является одним из трех обязательных поверхностных антигенов дифференцировки ММСК [2]. Другие маркеры, характерные для фибробластов кожи, такие как структурные белки промежуточных филаментов цитоскелета виментин и десмин, помимо всех фибробластподобных, экспрессируются и другими клетками (см. табл. 2).

На сегодняшний день два маркера – белки FSP1 (член семейства внутриклеточных белков S100) и FAPα (белок активации фибробластов) считаются наиболее специфичными для идентификации фибробластов [10, 15, 61, 112], хотя они также не является эксклюзивными. В этой связи, идентификация фибробластов основывается на комплексе функциональных и иммунофенотипических параметров, конкретный перечень которых требует уточнения и унификации.

Заключение

Несмотря на колоссальное количество исследований, касающихся фибробластов в целом и фибробластов дермы в частности, современная концепция об их цитогенезе, цитофизиологии, специфике функционального профиля в зависимости от источников происхождения, топической локализации, сопутствующей соматической патологии организма и прочих факторов все еще содержит множество нераскрытых дискуссионных вопросов.

Очевидно, что фибробласты дермы – ведущий элемент в системе обеспечения морфофункциональной организации кожи и поддержании ее гомеостаза, оказывающий непосредственное влияние на течение структурных, ремоделяционных, регуляторных, репаративных и других процессов, происходящих в коже в норме, в процессе старения и при патологии. В этой связи, клетки фибробластического дифферона должны рассматриваться и как индикатор развития патологии в коже, и как ключевой эффектор и точка приложения терапевтических вмешательств в регенерационной медицине.

Фибробласты и факторы их роста в развитии сердечно-сосудистых осложнений сахарного диабета 2-го типа

Е.В. ИВАННИКОВА, И.В. КОНОНЕНКО, к.м.н., В.Ю. КАЛАШНИКОВ, д.м.н., О.М. СМИРНОВА, д.м.н., профессор, ФГБУ «Эндокринологический научный центр», Москва

Вопрос улучшения перфузии сердечной мышцы и ее систолической функции у больных с ИБС с помощью различных клеточных технологий исследуется более 10 лет. Доказано, что фибробласты и их факторы роста играют одну из ключевых ролей в развитии патологических пролиферативных процессов эндотелиальных и гладкомышечных клеток сосудистой стенки в условиях гипергликемии.

За последние 15 лет смертность от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) в России выросла в полтора раза [1]. Независимым фактором развития ССЗ является сахарный диабет (СД) [2]. В проведенных многоцентровых исследованиях было показано, что частота возникновения острого инфаркта миокарда (ОИМ) у пациентов с СД на 10–24% выше, чем у лиц без СД [3–5]. Обращает на себя внимание, что при СД во многих случаях имеет место бессимптомное течение ишемической болезни сердца (ИБС) [6–8].

Формирование зоны постинфарктного кардиосклероза – сложный и длительный процесс, в котором одно из ведущих мест занимают фибробласты и факторы их роста: основной фактор роста фибробластов (basic fibroblast growth factor (βFGF)), трансформирующий фактор роста (transforming growth factor (TGFβ1)), тромбоцитарный фактор роста (platelet derived growth factor (PDGF AA)) [9]. В условиях гипергликемии происходит патологическая активация данных факторов роста, что приводит к изменению функций фибробластов: они начинают продуцировать во внеклеточную среду факторы роста, замыкая тем самым «порочный круг». В результате происходит непрерывное повреждение жизненно важных органов-мишеней.
 
В здоровом миокарде группа немышечных клеток состоит из разных типов, но преобладают в ней в основном фибробласты, которым приписывают роль опорных структур. Фибробласты участвуют в формировании вне-, межклеточного вещества соединительной ткани, продуцируя коллаген, эластин, протеогликаны, гликопротеины [11]; фиброциты поддерживают межклеточное вещество в определенном структурном состоянии, а фиброкласты разрушают его при условиях, требующих ремоделирования каркаса волокон. Благодаря этим свойствам фибробластов осуществляется одна из функций волокнистой соединительной ткани — репаративная [12]. При заживлении ран и воспалении фибробласты активируются макрофагами, которые стимулируются факторами роста фибробластов (bFGF и PDGF), далее они активно мигрируют к месту повреждения, связываясь с фибриллярными структурами через фибронектин, параллельно синтезируя вещества внеклеточного матрикса. Для фибробласта характерно наличие коллагеназ – ферментов, разрушающих коллаген. При образовании соединительнотканного рубца в постинфарктный период одним из наиболее значимых компонентов формирующегося экстрацеллюлярного матрикса является коллаген. Разрушая коллаген и синтезируя новый, фибробласт способствует его перестройке и образованию соединительной ткани в месте повреждения [13, 14].

Фибробласты секретируют многочисленные проангиогенные факторы – вазоэндотелиальный фактор роста, фактор роста гепатоцитов, PDGF AA, β-FGF, TGFβ1 [14–16]. Фибробласты проявляют удивительную способность дифференцироваться в других представителей того же семейства: в миофибробласты, адипоцитоподобные клетки, хондроциты и остеобласты [17–19]. Регуляторную и координирующую функцию между клетками обеспечивают различные цитокины и факторы роста – высокоспецифичные белки, присутствующие в крови в очень малых концентрациях.
 
К числу подобных факторов относится фактор роста фибробластов (Fibroblast Growth Factor, FGF) – мощный модулятор клеточной дифференцировки, пролиферации и подвижности клеток [20]. FGF представляет собой многочисленную группу пептидов, среди которых наибольшее биологическое значение в качестве индуктора фиброгенеза играет bFGF. Основное количество bFGF в клетках содержится в цитоплазме [22]. При увеличении объема цитолитического синдрома при некрозе клеток уровень bFGF меняется, что было доказано in vivo [23]. В эксперименте у животных, подвергшихся ложному инфаркту миокарда через 6 и 12 ч, отмечалось кратковременное повышение уровня bFGF приблизительно в 2 раза от исходных значений, что совпадало с пиками концентрации ферментов цитолиза (креатинфосфокиназа, гидроксибутиратдегидрогеназа). Спустя 24 ч содержание bFGF приходило к первоначальным показателям. Замечена роль bFGF в формировании мезенхимы клапанов сердца [24]. При изучении патогенеза синдрома Noonan было выявлено, что bFGF участвует в возникновении врожденных пороков сердца [25], и в настоящее время есть ряд исследований, посвященных изучению роли bFGF при культивировании клапанов сердца in vitro [26].

Активность FGF регулирует различные факторы, в т. ч. и гепарин. TGFb1 также усиливает или подавляет (в зависимости от типа клетки) реакцию большинства клеток на другие ростовые факторы, регулирует их дифференцировку и активность bFGF [27], вызывает инкорпорацию белка фибриллина в межклеточном матриксе, активируя миофибробласты. Полагают, что факторы роста фибробластов индуцируют ангиогенез за счет стимуляции роста эндотелиоцитов и гладкомышечных клеток [28]; αFGF действует через аутокринные механизмы. Считают, что bFGF экспрессируется в ишемизированном миокарде и может играть ключевую роль в формировании коллатералей [29]. Способность факторов роста фибробластов стимулировать рост сосудов позволяет рассматривать их как перспективное средство, улучшающее васкуляризацию миокарда. В настоящее время ведутся исследования с применением факторов роста in vivo и in vitro.

Российскими учеными было доказано, что под влиянием bFGF наблюдается большая выраженность инфильтративной фазы воспаления как в зоне некроза, так и в пограничной зоне, нарушается процесс превращения фибробластов в фиброциты, в ранние сроки увеличивается количество эндотелиоцитов в интактном миокарде исследуемых животных [20]. По наблюдению D.F. Lazarous et al. [30], длительная терапия с применением bFGF в эксперименте не приводила к каким-либо структурным или вазопролиферативным эффектам через 6 месяцев после начала терапии. По данным K. Sato et al. [31], однократное интраперикардиальное и интракоронарное введение bFGF ведет к улучшению перфузии и контрактильности миокарда.
 
В апреле 2012 г. американские ученые опубликовали результаты экспериментов по перепрограммированию фибробластов в кардиомиоциты. В культуре клеток им удалось внедрить в клетки рубца три гена (Gata4, Mef2c и Tbx5), которые запускали процесс преобразования тканей [32]. В результате им удалось добиться перепрограммирования фибробластов в клетки, очень похожие на кардиомиоциты, которые успешно включились в работу сердца. Также в настоящее время проводится исследование у пациентов с ИБС, которым вводили αFGF [33].

Гипергликемия

В условиях инсулинорезистентности и гипергликемии при СД 2 фибробласты трансформируются в своих предшественников, бесконтрольно синтезируя коллаген, эластин, протеогликаны и другие компоненты экстрацеллюлярного матрикса, с развитием в будущем активной перестройки соединительной ткани и изменением сосудистой стенки. В фибробластах начинает интенсивно откладываться холестерин, что приводит к росту атеросклеротической бляшки и дальнейшему развитию необратимых макрососудистых осложнений, в т. ч. и окклюзий коронарных артерий [5, 10, 11].

Характерной особенностью атеросклеротического поражения по мере его прогрессирования является развитие обильного сплетения микрососудов в атеросклеротической бляшке. Формирование патологической микроваскулярной сети обусловлено влиянием FGF, эпидермального фактора роста и онкостатина М. Прогрессирование атеросклеротического поражения артерий характеризуется чередованием стабильной и нестабильной фаз. Наибольшее значение имеет дестабилизация бляшки в коронарных артериях, которая может привести к развитию прогрессирующей нестабильной стенокардии.

Прямая активация фибробластов в условиях гипергликемии также развивается вследствие ускорения полиолового шунта, активации С-протеинкиназы, оксидативного стресса и гликозилирования FGF, образования конечных продуктов гликирования (advanced glycation endproducts (AGE)) [34]. Продукция AGE в т. ч. участвует в нарушении передачи сигналов клеточным рецепторам, блокируя, в частности, рецепторы факторов роста, что усугубляет имеющуюся инсулинорезистентность и приводит к развитию диабетического фиброза (сосуды мелкого калибра). Как известно, при развитии острой ишемии миокарда огромное значение отводится идее острофазового ответа, которая заключается в ограничении зоны и резорбции некротических тканей, восстановлении гомеостаза, связывании и удалении огромного количества тканевых протеаз [10, 11]. По данным крупного исследования с участием более 15 тыс. здоровых людей было доказано, что в случае исходно повышенного уровня IL-6 риск развития ОИМ выше в 2–4 раза [35]. На выработку IL-6 в т. ч. влияет и FGF, что может иметь значение для ранней диагностики оценки прогноза ОИМ.

Заключение

Изменение функций фибробластов при СД, вероятно, вызывает изменение продукции факторов роста, что приводит к пролиферативным изменениям в органах-мишенях с последующим развитием макро- и микроангиопатий за счет гипертрофии и патологического роста эндотелиальных и гладкомышечных клеток сосудистой стенки. Патофизиологические механизмы развития СД и атеросклероза могут совместно воздействовать на высвобождение факторов роста, но их роль в развитии макрососудистой патологии до конца не изучена.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Arenillas J.F., Candell-Riera J., Romero-Farina G. Silent myocardial ischemia in patients with symptomatic intracranial atherosclerosis: associated factors // Stroke. 2005. Vol. 36 №6. P. 1201–1206.
2. Intensive blood-glucose control with sulphonylureas or insulin compared with conventional treatment and risk of complications in patients with type 2 diabetes (UKPDS 33) // The Lancet. 1998. Vol. 352. P. 837–853.
3. Ryden L. et al. Guideline on diabetes, pre-diabetes, and cardiovascular diseases,executive summary // Europ. Heart J. 2007. №28. P. 88–136.
4. The GUSTO IIb Investigators. A comparison of recombinant hirudin with heparin for the treatment of acute coronary syndromes // N. Engl. J. Med. 1996. №335. P. 775–82.
5. Gerber Y., Tanne D., Nedalie J.H. Serum uric acid and long-term mortality from stroke, coronary heart disease and all causes // Eur. J. Cardovasc. Prev. Pehabil. 2006. Vol. 13. P. 193–198.
6. Ryden L. Guideline on diabetes, pre-diabetes, and cardiovascular desease, executive summary // Europ. Heart J. 2007. Vol. 28. P. 88–136.
7. Wackers F.J., Young L.H., Inzucchi S.E. et al. For the Detection of Ischemia in Asymptomatic Diabetics (DIAD) Investigators Detection of silent myocardial ischemia in asymptomatic diabetic subjects: the DIAD study // Diabetes Care. 2004. №27. P. 1954–1961.
8. Anderson J.A.M., Hirsh J., Yusuf S., Johnston M., Afzal R., Menta S.R., Fox K.A.A., Budaj A., Eikelboom J.W. Comparison of the anticoagulant intensities of fondaparinux and enoxaparin in the organization to assess strategies in acute ischemic syndromes (OASIS)-5 trial // Journal of Thrombosis and Haemostasis. 2010. Vol. 8. P. 243–249.
9. Tiyyagura S.R., Pinney S.P. Left ventricular remodeling after myocardial infarction: past, present, and future // Mt. Sinai J. Med. 2006. Vol. 73. №6. P. 840–851.
10. Flavell S.J., Hou T.Z., Lax S. et al. Fibroblasts as novel therapeutic targets in chronic inflammation // British. J. Pharmacology. 2008. Vol. 153. P. 241–246.
11. Flavell S.J., Hou T.Z., Lax S. et al. Fibroblasts as novel therapeutic targets in chronic inflammation // British. J. Pharmacology. 2008. Vol. 153. P. 241–246.
12. Шурыгина И.А., Шурыгин М.Г., Аюшинова Н.И., Каня О.В. Фибробласты и их роль в развитии соединительной ткани // Сибирский медицинский журнал. 2012. №3. С. 8–12.
13. Keeley E.C., Mehrad B., Strieter R.M. Fibrocytes: Bringing new insights into mechanisms of inflammation and fibrosis // International J. Biochemistry Cell Biology.  2010.  Vol. 42.  P. 535–542.
14. Hartlapp I., Abe R., Saeed R.W., et al. Fibrocytes induce anangiogenic phenotype in cultured endothelial cells and promote angiogenesis in vivo // FASEB J. — 2001. — Vol. 15. — P. 2215-2224.
15. Postlethwaite A.E., Shigemitsu H., Kanangat S. Cellular origins of fibroblasts: possible implications for organ fibrosis in systemic sclerosis // Curr. Opin. Rheumatol. — 2004. — Vol. 16. — P. 733-738.
16. Moore B.B., Kolodsick J.E., Thannickal V.J., et al. CCR2-mediated recruitment of fibrocytes to the alveolar space after fibrotic injury // Am. J. Pathol. — 2005. — Vol. 166, N 3. — Р. 675-684.
17. Bellini A. The role of the fibrocyte, a bone marrow-derived mesenchymal progenitor, in reactive and reparative fibroses // Lab.Investigation. — 2007. — Vol. 87. — P. 858-870.
18. Hong K.M., Belperio J.A., Keane M.P., et al. Differentiation of human circulating fibrocytes as mediated by transforming growth factor-beta
and peroxisomeproliferator-activated receptor gamma // J. Biol. Chem. — 2007. — Vol. 282. — P. 22910-22920.
19. Choi Y.H., Burdick M.D., Strieter R.M. Human circulating fibrocytes have the capacity to differentiate osteoblasts and chondrocytes // International J. Biochemistry Cell Biology. — 2010. — Vol. 42. — P. 662-671.
20. Шурыгин М.Г., Дремина Н.Н., Малышев В.В., Шурыгина И.А. Количественная гистопатология инфаркта миокарда при воздействии основного фактора роста фибробластов // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН.- 2006, № 5 (51)
21. Lijnen P.J., Petrov V.V.,. Fagard R.H Collagen production in cardiac fibroblasts during inhibition of angiotensin-converting enzyme and aminopeptidases // J. Hypertens. – 2004. –Vol. 22, N 1. – P. 209–216.
22. Бузиашвили Ю.И., Picano E., Амбатьелло С.Г., Мацкеплишвили С.Т. Ангиогенез как антиишемический механизм // Кардиология. 2000. (12). 82–86.
23. Шурыгин М.Г., Шурыгина И.А. Фактор роста фибробластов как стимулятор ангиогенеза при инфаркте миокарда. Бюллетень со рамн, т. 30, № 6, 2010 г.
24. Uhlen, P., Burch, P. M., Zito, C. I., Estrada, M., Ehrlich, B. E. and Bennett, A. M. Gain-of-function/Noonan syndrome SHP-2/Ptpn11 mutants enhance calcium oscillations and impair NFAT signaling. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2006). 103, 2160-2165. 25. Narine K, De Wever O, Van Valckenborgh D, Francois K, Bracke M, DeSmet S, Mareel M, Van Nooten G. Growth factor modulation of fibroblast proliferation, differentiation, and invasion: implications for tissue valve engineering. Tissue Eng. 2006 Oct;12(10):2707-16.
26. Zhao Z, Rivkees SA. Programmed cell death in the developing heart: regulation by BMP4 and FGF2. Dev Dyn. 2000;217:388–400
27. Kissin EY, Lemaire R, Korn JH, Lafyatis R Transforming growth factor beta induces fibroblast fibrillin-1 matrix formation Arthritis Rheum 2002 Nov;46(11):3000-9
28. Conway E.M., Collen D., Carmeliet P. Molecular mechanisms of blood vessel growth // Cardiovasc. Res. 2001. 49. (3). 507–521.
29. Methods of use of fibroblast growth factor, vascular endothelial growth factor and related proteins in the treatment of acute and chronic heart disease. 2001, April
30. Lazarous D.F., Scheinowitz M., Shou M. et al. Effects of chronic systemic administration of basic fibroblast growth factor on collateral development in the canine heart // Circulation. 1995. 91. (1). 145–153.
31. Sato K., Laham R.J., Pearlman J.D. et al. Efficacy of intracoronary versus intravenous FGF-2 in a pig model of chronic myocardial ischemia // Ann. Thorac. Surg. 2000. 70. (6). 2113–2118.
32. Srivastava D. Transforming scar tissue into beating hearts: the next installment // Frontiers in CardioVascular Biology, 2012
33. Stewart D.J., A phase 2, randomized, multicenter, 26-week study to assess the efficacy and safety of BIOBYPASS (AdGV –VEG121.10) delivered through minimally invasive surgery vesus maximum medical treatment in patients with severe angina, advanced coronary artery disease, and no options for revascularization //Circulation 2002; 106:2986-a: Abstract. 34. Jandeleit-Dahm K, Cooper ME. The role of AGEs in cardiovascular disease. Curr Pharm Des. 2008;14(10):979-86.
35. Alexandraki J. Inflammatory process in type 2 diabetes: the role of cytokines // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2006. Vol. 1084. P. 89–117

Метод коррекции возрастных изменений кожи с применением аутологичных дермальных фибробластов

Дермальные фибробласты (ДФ) представляют собой основной клеточный компонент соединительнотканной основы кожи, обеспечивающий ее гомеостаз и морфофункциональную организацию.

Фибробласты выполняют в коже ряд разнообразных и сложных функций: контролируют состав и структуру компонентов межклеточного матрикса дермы (коллагена, эластина, протеогликанов и структурных гликопротеинов), причем в их функцию входит не только продукция этих веществ, но и их катаболизм путем прямого фагоцитоза фибрилл или секреции коллагеназы, катепсинов и гиалуронидаз [1]. Формируемая фибробластами строма образует физический каркас, служащий опорой для эпителия, а также играет регуляторную роль в определении структуры и функции эпителиальных клеток [2]. За счет секреции факторов роста, таких как фактор роста кератиноцитов, гранулоцитарно-макрафагальный колониестимулирующий фактор роста, интерлейкин 6 и 8, и непосредственного взаимодействия с эпителиальными клетками фибробласты играют ключевую роль в регуляции эпидермального морфогенеза. Продуцируя коллаген IV типа и ламинин, они влияют на формирование базальной мембраны [3—5]. Фибробласты секретируют факторы, влияющие на дифференцировку лимфоцитов, регулирующие численность, миграцию и функции гранулоцитов и макрофагов, тем самым играя важную роль в поддержании иммунитета кожи [1, 6, 7].

Фибробласты дермы активно участвуют в ангиогенезе: продуцируют многие проангиогенные факторы (VEGFs, FGFs, TGF-β1, HGF/SF и ангиопоэтин-1), которые индуцируют дифференцировку и миграцию эндотелиальных клеток, способствуют образованию и стабилизации сосудов [8, 9]. Они участвуют в процессах нейроэндокринной регуляции кожи: синтезируют биологически активные пептиды — гормоны, биогенные амины, нейропептиды и неротрансмиттеры, идентичные таковым в центральной нервной и эндокринной системах, пролактин, идентичный гипоталамическому, гормон роста, 17-β-эстрадиол; экспрессируют рецепторы андрогенов и эстрогенов, посредством которых осуществляется влияние этих гормонов на кожу человека [10—14].

Таким образом, ДФ не только поддерживают гомеостаз межклеточного матрикса дермы, обеспечивая его ремоделирование и обновление, но также играют значительную роль в поддержании физиологического состояния других слоев кожи.

По мере старения в популяции фибробластов кожи уменьшается численность клеток (по данным J. Varani и соавт. [15], в коже старых людей фибробластов в среднем на 35% меньше, чем в коже молодых), снижается их биосинтетическая активность (по данным G. Fisher и соавт. [16], продукция коллагена в коже старых людей в среднем снижена на 75%), нарушается баланс между процессами синтеза и деградации межклеточного матрикса дермы. Следствием этих процессов, проявляющимся с возрастом, становятся изменение статуса кожи, уменьшение толщины кожи, снижение ее упругости и эластичности, образование морщин.

Имеющиеся данные позволяют заключить, что процесс возрастных изменений кожи сводится к уменьшению численности популяции фибробластов и снижению их пролиферативной/синтетической активности, что закономерно проявляется в уменьшении количественного и качественного состава межклеточного матрикса дермы. В связи с этим очевидно, что именно ДФ представляют собой основной эффектор и точку приложения терапевтического воздействия при коррекции возрастных изменений кожи.

В настоящее время для коррекции возрастных изменений кожи используют ряд методов (мезотерапию, биоревитализацию, пилинги, фракционный фототермолиз, радиоволновую терапию, дермабразию и др.), основной целью которых является стимуляция функциональной (как пролиферативной, так и биосинтетической) активности ДФ. Особое место в этом ряду занимает метод регенеративной медицины, основанный на применении культивированных аутологичных ДФ (аутоДФ). Его особенность заключается в том, что он позволяет восполнить уменьшившуюся с возрастом популяцию фибробластов привнесением в кожу специализированных функционально активных клеток.

В 1994 г. американские ученые [17] установили, что введение в кожу аутоДФ способствует эффективной коррекции морщин. Американские и российские ученые [18—21] провели ряд клинических исследований, результаты которых подтвердили эффективность и безопасность применения аутоДФ в эстетической медицине, благодаря чему в настоящее время данная технология получила мировое признание. Так, в 2010 г. в России ОАО «Институт стволовых клеток человека» получил разрешение Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения на применение данной технологии для коррекции возрастных и рубцовых изменений кожи [22] (технология «SPRS-терапия» — service for personal regeneration of skin). В США в 2011 г. FDA выдал разрешение компании «Fibrocell Science» на применение аутоДФ для коррекции морщин в области носогубных складок (технология LaViv, azficel-T) [23].

Описание технологии

Из 3—5 мм биоптата кожи пациента в специализированной лаборатории, соответствующей международным стандартам GMP, получают клеточный препарат, содержащий культивированные аутоДФ. Препарат содержит 15×106 функционально активных фибробластов в 1 мл физиологического раствора для инъекций. Курс терапии кожи состоит из 2 процедур с интервалом 1 мес, непосредственно перед проведением каждой из которых полученную клеточную суспензию (SPRS-препарат) при строго контролируемых условиях доставляют в косметологическую клинику. АутоДФ вводят интрадермально — в папиллярный слой дермы туннельным способом, с помощью игл для мезотерапии (30 G,13 мм), что позволяет равномерно с адекватной плотностью на всем участке кожи, требующей коррекции, пополнить пул резидентных фибробластов функционально активными клетками [17, 18, 20, 24]. При этом отмечается стимуляция активности самих резидентных фибробластов [25].

Иммунофенотипический анализ культур аутоДФ выявил отсутствие в них гемопоэтических (CD34–, CD45–) и эпителиальных (цитокератинов 14, 15, 16, 19) маркеров (рис. 1, а)Рисунок 1. Иммунофенотип фибробластов кожи: результаты проточной цитометрии (а) и флюоресцентной микроскопии (б). и наличие маркеров, подтверждающих мезенхимное происхождение применяемых клеток (CD73+, CD90+, CD105+, виментина; рис. 1, б).

Независимо от возраста (нами проанализированы культуры аутоДФ пациентов 18—72 лет) отмечена высокая экспрессия основных белков, продуцируемых аутоДФ, — коллагенов (I и III типа) и эластина (рис. 2).Рисунок 2. Количественные (а) и качественные (б) параметры белков, экспрессируемых фибробластами кожи.

В процессе клеточного взаимодействия осуществляется отбор и стимуляция только функционально активных фибробластов, сохранивших высокую способность к делению и синтезу важных для кожи компонентов. Это происходит из-за наличия в коже стволовых/прогениторных клеток, благодаря которым, как показали исследования in vitro, пролиферативный потенциал популяции дермальных фибробластов взрослого человека в течение всей его жизни остается на высоком уровне: первичные культуры, полученные от очень старых людей (95 лет), содержат до 14% митотически активных фибробластов [26]. Данный факт подтверждается и результатами наших исследований: полученные культуры фибробластов дермы от пациентов 18—72 лет характеризуются довольно высокой эффективностью колониеобразования (45,0±9,5%) [20], величина которой практически не зависит от возраста пациента. Это позволяет из небольшого биоптата кожи взрослого человека, независимо от его возраста, получить необходимое для проведения терапии количество функционально активных клеток.

После трансплантации культивированных аутоДФ в дерму их биосинтетическая активность сохраняется. Так, результаты проведенных нами гистологических исследований (одновременно с введением в кожу лица клеточный материал вводили в кожу за ушной раковиной для последующего проведения биопсии с целью гистологического исследования) свидетельствуют о пролонгированной биосинтетической активности трансплантированных аутоДФ (не менее 12 мес), выражающейся в синтезе компонентов межклеточного матрикса (рис. 3).Рисунок 3. Состояние кожи через 1 (а), 3 (б), 6 (в) и 12 (г) мес после применения аутоДФ (×200). Препараты и микрофотографии Р.В. Деева. Стрелки — группы введенных культивированных аутоДФ. I — окрашивание гематоксилином и эозином; II — импрегнация нитратом серебра.

Трансплантированные аутоДФ регистрировали в дерме небольшими группами, без признаков митотической активности, что свидетельствует об отсутствии риска развития гиперпластических процессов при использовании данных клеток. Отмечены новообразованные коллагеновые волокна, и в течение первых 12 мес после применения аутоДФ толщина дермы в среднем увеличилась на 62,5±13,6% (р=0,028; рис. 4).Рисунок 4. Динамика толщины кожи после применения аутоДФ (по результатам гистологических исследований).

Через 24 мес после применения аутоДФ в дерме также регистрируются отдельные скопления фибробластоподобных клеток (рис. 5).Рисунок 5. Пациент М. (54 года): 24 мес после применения аутоДФ (×200). Препараты и микрофотографии Р.В. Деева.

В то же время в связи с длительным сроком «экспозиции» достоверно утверждать, что это все те же трансплантированные культивированные фибробласты, сложно. Однако морфология данных скоплений фибробластов аналогична таковой на более ранних сроках исследования срезов кожи после введения аутоДФ, в то время как в интактной коже подобные клеточные кластеры не встречаются. Данный факт с высокой долей вероятности позволяет утверждать, что это — группы трансплантированных аутоДФ. Также нельзя исключить, что эти клетки могут представлять собой «новые» фибробласты, пришедшие на замену погибших в силу естественных причин трансплантированных фибробластов (в частности, истощения лимита Хейфлика). В данных группах фибробластов также регистрируется продукция коллагеновых волокон, но без признаков созревания (утолщения) коллагена. Это может свидетельствовать о том, что через 2 года после трансплантации аутоДФ интенсивность их синтетической активности (по сравнению с таковой в течение 1-го года после трансплантации) снижена, и это, вероятно, связано с уровнем физиологических потребностей дермы (известно, что в физиологическом состоянии фибробласты обладают незначительной функциональной активностью [27]). По-видимому, трансплантированные аутоДФ полноценно интегрировались в дерму, стали естественной составляющей ее клеточной популяции и находятся под контролем микроокружения.

Согласно результатам морфологических исследований, можно достоверно утверждать, что на протяжении всего срока наблюдения (24 мес) патологических изменений (гиперпластических процессов, склероза и др.) в структуре дермы и эпидермиса не наблюдалось.

При иммуногистохимической оценке состояния кожи после проведения курса SPRS-терапии установлено, что пересаженные клетки не пролиферировали и не претерпевали нежелательной дифференцировки (например, в миофибробласты). Это было доказано с помощью антител к Ki-67 и гладкомышечному актину (aSMA), что, в свою очередь, нивелирует минимальный теоретический риск избыточного разрастания пересаженных клеток или формирования фиброзной ткани. Во всех исследованных препаратах повышенного количества фагоцитов в дерме не обнаружено. В их количестве в областях инъекции и рядом лежащих тканях статистически значимой разницы не выявлено.

На основании результатов гистологического исследования был сделан вывод о том, что введенные клетки сохраняют свою жизнеспособность в дерме и при этом располагаются преимущественно группами. Их функционирование не приводит к неблагоприятным последствиям (трансформации, избыточному образованию коллагена и др.), клетки пролиферативно не активны. На всех сроках наблюдения в дерме регистрировались признаки увеличения ее объема (не связанные с воспалением или лимфогенным застоем) и синтеза молодых коллагеновых волокон.

Выявленная положительная динамика изменений кожи после применения аутоДФ на гистологическом уровне полностью соответствует клинической картине. Так, улучшение состояния кожи лица, заключающееся в повышении упругости кожи, уменьшении ее рельефности, улучшении цвета и контуров лица, пациенты отметили уже через 10—14 сут после окончания курса клеточной терапии. Эффект имел нарастающий характер. Так, если через 1 мес после инъекции на «хорошо» и «отлично» клинический результат оценили 88% пациентов, то через 3 мес и более — 100%. В соответствии с такой же шкалой врач-исследователь через 1 мес на «хорошо» и «отлично» оценил результат у 86% пациентов, а через 3 мес и более — у всех пациентов (рис. 6).Рисунок 6. Визуальная оценка состояния кожи (по 5-балльной шкале): оценка врача-иследователя (а) и пациентов (б).

Положительные, прогрессирующие со временем (на протяжении, как минимум, 12 мес) изменения состояния кожи подтверждены нами и с помощью инструментальных методов исследования.

Так, при исследовании эластичности кожи лица (рис. 7)Рисунок 7. Эластичность кожи через 1, 3, 6, 12 и 24 мес после введения аутофибробластов дермы (параметр R2, gross elasticity). выявлено, что после интрадермального введения аутоДФ на протяжении 12 мес наблюдается прогрессирующее повышение показателей во всех зонах измерения. При этом максимальное увеличение эластичности кожи отмечено в периорбитальной области, где через 6 мес она превысила исходное значение на 24,0±8,7%, после чего сохранялась практически на этом же уровне в течение 12 мес наблюдения. Через 24 мес после трансплантации аутоДФ в этой области отмечено некоторое уменьшение эластичности кожи, но ее показатели оставались достоверно выше исходных величин, что указывает на сохранение клинического эффекта и через 2 года после применения аутоДФ. В щечной и околоротовой областях также отмечено улучшение показателей на всех сроках наблюдения.

Измерения, проведенные с помощью фотометрической системы VISIA, свидетельствуют о прогрессирующем улучшении текстуры кожи лица после применения аутоДФ (рис. 8):Рисунок 8. Динамика характеристик кожи: результаты измерений на фотометрическом комплексе VISIA. через 1 мес в среднем на 11%, через 6 мес — на 27%, через 12 мес — на 29% (максимальное значение). К завершению срока наблюдений (24 мес) отмечена слабая, статистически незначимая тенденция к снижению значения показателя.

Также наблюдалось снижение выраженности пигментных пятен, достигшее максимальных показателей через 6—12 мес (около 28% случаев). Механизм данного процесса до конца не изучен. Возможно, это связано с паракринным эффектом и/или эффектом непосредственного взаимодействия трансплантированных аутоДФ с резидентными фибробластами, содержащими пигменты меланин и липофусцин. Результаты экспериментальных исследований зарубежных авторов [28], на трехмерной модели кожи продемонстрировавших способность ДФ человека снижать ее пигментацию, подтверждают полученные нами данные.

Исследования на фотометрическом комплексе VISIA продемонстрировали, что по сравнению с исходным уровнем количество морщин через 1 мес после введения аутоДФ в среднем уменьшилось на 13,5%, через 6 мес — на 32%, через 12 мес — на 46%, через 24 мес — на 43%.

Отмеченная положительная тенденция также была выявлена с помощью оптической профилометрии (аппарат PRIMOS, «GFMesstechnik GmbH», Германия), которая продемонстрировала достоверное уменьшение глубины морщин по сравнению с исходным уровнем на всем сроке наблюдений (рис.9).Рисунок 9. Динамика глубины морщин через 1, 3, 6, 12 и 24 мес после введения аутоДФ (исследования на аппарате Primos).

При этом менее выраженное уменьшение глубины морщин, отмеченное в околоротовой области, по-видимому, связано с анатомической особенностью этой зоны, в частности с наличием активной, плотно прилежащей к коже, круговой мышцы рта, которая способна оказывать значительное влияние на микрорельеф кожи лица.

Изменения, выявленные нами в коже после интрадермального введения аутоДФ с помощью инструментальных и морфологических исследований (увеличение толщины, эластичности и упругости кожи, уменьшение количества и глубины морщин), свидетельствуют о том, что после трансплантации культивированные аутоДФ полноценно интегрируются в дерму, их биосинтетическая активность сохраняется в течение как минимум 12 мес. В результате происходит ремоделирование микроструктуры дермы, выражающееся в увеличении содержания в ней коллагеновых волокон, гидратации кожи и толщины дермы. Клинический эффект имеет нарастающий в течение года характер и сохраняется не менее 2 лет. Полученные нами результаты согласуются с данными исследований, проведенных американской компаний «Fibrocell Science», которые также продемонстрировали достоверное уменьшение количества морщин и увеличение толщины кожи после применения аутоДФ [18].

Таким образом, можно заключить, что в арсенале врачей-дерматологов (косметологов) появилась инновационная технология, основанная на принципах регенеративной медицины, которая позволяет восстанавливать утраченные с возрастом структуру и функции дермы за счет уникального биологического механизма собственных коллагенобразующих клеток кожи пациента. Данный метод может служить также хорошей базовой основой (за счет пополнения численности клеточной популяции функционально активными фибробластами) для применения других косметологических методов и процедур, направленных на стимуляцию синтетической активности фибробластов.

Исследования проводились с 2010 по 2012 г. на базе ЦНИИС и ЧЛХ (разрешение Ученого совета и Этического комитета ЦНИИС и ЧЛХ №4/276 от 14.04.10) при участии медицинских центров («Ланцет», «ЛегеАртис»), в соответствии с разрешенной Институту стволовых клеток человека Росздравнадзором РФ медицинской технологией (ФС №2009/308 от 21.07.10). Руководитель клинического исследования д.м.н., проф. А.И. Неробеев.

Фибробласт | pro.bhub.com.ua

Фибробласты: расположение и особенности

Фибробласты, находясь межу волокнами соединительной ткани, образуют межклеточное вещество соединительной ткани наряду с другими формами клеток фибробластического ряда, обеспечивая в комплексе пластическую функцию ткани. Фибробласты являются теми клетками, которые производят на постоянной основе молекулы коллагена, эластина, гликопротеины, протеогликаны и так же постоянно разрушают их с помощью определенных ферментов (коллагеназ) и синтезируют заново, благодаря чему происходит постоянное обновление межклеточного вещества дермы.

Все эти белковые вещества соединительной ткани, продуцируемые фибробластами, образуют своеобразный каркас кожи человека. От состояния этих компонентов напрямую зависит эластичность и тургор кожи. Фибробласты выполняют функцию взаимодействия компонентов соединительной ткани благодаря взаимодействию с клеточными рецепторами — интегринами. Данный процесс протекает с разной скоростью на протяжении всей жизни, что со временем приводит к возрастным изменениям кожи. Так как с возрастом активность фибробластов снижается, процессы обновления при этом соответственно тоже замедляются, и как следствие — способность фибробластов к синтезу новых белковых веществ утрачивается, при этом поврежденные молекулы и волокна накапливаются. В результате этих изменений процессы разрушения веществ все равно происходят, поэтому кожа становится более сухой, морщинистой, теряет эластичной.

Функции фибробластов дермы

Фибробласты, как и большинство клеток в организме, имеют способность передвигаться — именно оптимальный уровень миграционной способности фибробластов дермы необходим для нормального течения репаративных процессов в коже. Рассматривают такие основные, выделенные на данный момент наукой в ходе многочисленных исследований, функции фибробластов.

  • Функция непрерывного изменения межклеточного вещества (матрикса), которая приводит структуру дермы в комплексе с соединительной тканью в норму. Благодаря этому дерма выполняет свои функции и способствует оптимальному сопротивлению механическим нагрузкам, которые постоянно воздействуют на нее.
  • Фибробласты дермы являются важной составляющей в системе нейроэндокринной регуляции кожи благодаря своей способности синтезировать многие гормоны, биогенные амины, нейропептиды и нейротрансмиттеры, и даже влияют на скорость развития гена гормона роста.
  • Фибробласты дермы, благодаря наличию рецепторов, имеют способность реагировать разного рода нарушениями в дерме на влияние со стороны половых гормонов на кожу человека.
  • Фибробласты активно участвуют в восстановлении целостности кожи после повреждений или воспалений, взаимодействуя с другими клетками кожи и мигрирующими в зону дефекта форменными элементами крови, которые в первую очередь устремляются в данную зону (тромбоциты, моноциты/макрофаги) и активируют при этом фибробласты, задачей которых является синтезировать коллаген, перестроить его для того, чтобы в месте повреждения образовалась новая соединительная ткань.

Фибробласты в целом — это особенные клетки, благодаря которым происходит и обновление дермы, и поддерживается гомеостаз кожи, они влияют на регуляцию процессов, которые происходят как на межклеточном уровне, так и на уровне нейроэндокринной системы.

Роль фибробластов для клинического применения

Смена цитофизиологической характеристики фибробластов с возрастом отражается на строении дермы и на тех функциях, которые она может выполнять, пребывая в определенном состоянии по сравнению с молодой кожей. Снижение в дерме уровня коллагена является главным индикатором тог, что фибробласты начинают слабо функционировать. Возраст организма существенно снижает способность фибробластов к миграции. Соответственно, уменьшение численности популяции фибробластов, пролиферативная и синтетическая активности которых тоже снижаются, закономерно проявляется изменением количественного и качественного состава межклеточного вещества дермы. Такие характеристики имеют принципиально важное значение для клинической практики при выборе доноров клеток, определения показаний, прогнозирования течения и результатов терапевтического применения фибробластов.

Поиски возможных регуляторных воздействий, способных контролировать процессы возрастных изменений, продолжаются. Как раз фибробласты дермы должны использоваться во время терапевтических вмешательств при патологии кожи, позволяя оптимизировать процессы репаративной регенерации кожи при их нарушении. Детализация цитофизиологии фибробластов на основе знаний источников их цитогенеза, понимание возрастных изменений и специфика функциональных параметров в зависимости от локализации являются теми решающими факторами, которые позволяют выбрать конкретную популяцию фибробластов для клинического применения.

Другие материалы по теме

Ремоделирование кожи методом микроигольчатой терапии Микроигольчатые технологии сейчас на слуху у всех специалистов эстетической медицины! Названий у этого метода достаточно, чтобы хоть одно из них применилось в диалоге с вами: терапия микроиглами, микронидлинг, терапия индукции коллагена, микроигольчатая терапия, нанохилинг. Фибробласт Фибробласт — это клетка, которая является строительным материалом для соединительной ткани. Функционирование фибробластов направлено на продуцирование компонентов дермы, необходимых для поддержания важных процессов, и их постоянное обновление.                             Стволовые клетки Термином «стволовые клетки» (СК) в биологии называют клетки, обладающие двумя определяющими свойствами: способностью к неограниченному самоподдержанию (самообновлению) и способностью генерировать один или несколько дифференцированных клеточных типов (сами стволовые клетки являются, как правило, недифференцированными). Важно, что они способны дифференцироваться приблизительно в 200 типов клеток, например, в остеобласты (клетки костной ткани), хондроциты  (хрящевые клетки), адипоциты (жировые клетки), и в том числе в фибробласты (дерму).

Почему сердечная ткань не регенерирует?

Исследователи из Глэдстонского Института Сердечнососудистых Заболеваний (Gladstone Institute of Cardiovascular Disease) Калифорнийского Университета в Сан-Франциско расшифровали сложный процесс взаимодействия различных типов клеток во время образования сердца. Ранее считалось, что клетки сердечной мускулатуры (кардиомиоциты) активно делятся на этапе эмбриогенеза, но после рождения их способность пролиферировать навсегда утрачивается, и мышечные волокна растут путем гипертрофии. По какой причине это происходит, было неясно.

В последнем номере журнала Developmental Cell опубликована работа, в которой авторы показали, что причина остановки пролиферации кардиомиоцитов кроется в других клетках, всегда находящихся рядом с ними – фибробластах. Именно фибробласты генерируют молекулярные сигналы, определяющие, будут ли кардиомиоциты делиться или увеличиваться в размерах. Управление этими механизмами может позволить вызвать деление кардиомиоцитов в регенеративных целях, например, после инфаркта миокарда.

Клетка существует в трехмерном матриксе в окружении других клеток, постоянно обмениваясь с ними молекулярными сигналами. Эти межклеточные взаимодействия, активирующие внутриклеточные молекулярные системы, являются основой целостности и нормального функционирования ткани. При развитии сердца до рождения (в эмбриогенезе) клетки сердечной мышцы активно пролиферируют, формируя различные части сердца. После рождения они могут лишь увеличиваться в размерах, что не позволяет сердцу регенерировать после инфаркта и других повреждений. Ранее уже высказывались предположения о том, что сердечные фибробласты играют роль в эмбриогенезе сердца, однако ничего определенного известно не было.

Чтобы смоделировать процессы, происходящие в эмбриональном сердце, исследователи разработали новую методику совместного культивирования двух типов клеток in vitro. Наблюдая за сокультурами, ученые обнаружили, что в присутствии эмбриональных фибробластов кардиомиоциты активно делятся, в то время как фибробласты, выделенные из тканей взрослого сердца, не стимулируют деление эмбриональных фибробластов. Более того, оказалось, что фибронектин, коллаген и подобный эпидермальному ростовому фактору гепарин-связывающий белок (heparin-binding EGF-like growth factor) продуцируются исключительно эмбриональными сердечными фибробластами, и именно эти молекулы служат сигналом к делению кардиомиоцитов. Данные факторы осуществляют свое воздействие через рецептор, присутствующий на мембранах кардиомиоцитов – b1-интегрин. Исследователи подтвердили свои наблюдения, получив мышей с мутацией в гене b1-интегрина. В сердце у этих мышей наблюдалось недостаточное количество кардиомиоцитов, что приводило к истончению миокарда, нарушению функций органа и гибели плода до рождения.

«Мы обнаружили главное различие в функционировании эмбриональных и взрослых сердечных фибробластов. Эмбриональные фибробласты активируют пролиферацию миоцитов сердца, в то время как взрослые фибробласты способствуют гипертрофии кардиомиоцитов», сказал профессор Масаки Иеда (Masaki Ieda), возглавлявший работу. «Сейчас мы пытаемся найти способ вернуть взрослым фибробластам характеристики эмбриональных, чтобы индуцировать пролиферацию кардиомиоцитов во взрослом организме».

Фибробласты, пожалуй, наиболее распространенный тип клеток в организме. Они присутствуют практически во всех тканях и органах. По-видимому, их функции гораздо шире, чем предполагалось ранее, и исследователи еще только начинают понимать биологию фибробластов, их роль в эмбриогенезе и регенераторных процессах во взрослом организме.

Оригинальная статья: Masaki Ieda, Takatoshi Tsuchihashi, Kathryn N. Ivey, Robert S. Ross, Ting-Ting Hong, Robin M. Shaw, Deepak Srivastava. Cardiac Fibroblasts Regulate Myocardial Proliferation through β1 Integrin Signaling. Developmental Cell, 2009; 16 (2): 233-244 DOI: 10.1016/j.devcel.2008.12.007

По материалам: Gladstone Institutes


Ссылка на публикацию: Cbio

Murine Dermal Fibroblast Isolation by FACS

Фибробласты часто определяется морфологически веретенообразных клеток, которые придерживаются пластиковых подложках. Фибробласты принцип тип клеток отвечает за синтез и реконструкции внеклеточного матрикса в эмбриональных и взрослых органов 1. Фибробласты, таким образом, решающее значение для развития млекопитающих и вносят существенный вклад в внеклеточной среде, которая влияет на поведение соседних типов клеток, присутствующих в каждой ткани и органа.

Фибробласты также основной тип клеток за разнообразный набор медицинских условий, которые вызывают огромный клинический бремя. Патологические активности фибробластов ухудшает нормальную функцию ткани и включает в себя тканей и органов фиброз (например, легких и печени), рубцевание следующую кожного заживления ран, атеросклероз, системный склероз, и формирование атероматозных бляшек после травмы сосудов 2-5. Заживление ран, в частности, как остро и хронически, включает Deposition рубцовой ткани, что ни походит ни функционирует подобно нормальной ткани, окружающей его, и приводит к значительной заболеваемости в самых разнообразных патологических состояниях. После травмы, происходит переход фибробластов в миофибробластами, который затем выделяют структурные компоненты ECM, оказывают воздействие на паракринные соседних типов клеток, и восстановить механическую стабильность путем осаждения рубцовой ткани 6.

В кожных тканей существует значительное изменение в качество заживления ран через время развития, а также между анатомических участков. В первых двух триместров жизни плод лечит без рубцов; Однако, начиная с третьего триместра на протяжении взрослой жизни и, люди исцелить со шрамом. Сайт-специфическая, в дополнение к возрасту конкретного различия в заживлении ран существует. Раны в ротовой полости переделывать с минимальным образованием рубцов 7,8, в то время как осаждение рубцовой ткани в кожных ран значительным 9. Споры сохраняется грoncerning относительное влияние окружающей среды по сравнению с внутренними свойствами местных фибробластов на исход заживления ран в отношении как возраст и место 10,11. Учитывая значительные различия в исцелении мыши устной против кожных дермы и ранее эмбриональных (E15) против позже эмбриональных (E18) дермы, вполне вероятно, что внутренние различия в популяциях фибробластов в определенном возрасте развития и среди различных анатомических существует ,

В 1986 году Гарольд Ф. Дворжак положено опухоли раны, которые не заживают 12. Dvorak к выводу, что опухоли ведут себя как раны в организме и вызывают их стромы путем активации заживления раны ответ хозяина. Многочисленные исследования, так как исследовали вклад фибробластов к прогрессированию рака 13-15, но как и в случае заживления раны, идентичности и эмбрионального происхождения фибробластов, которые способствуют стромы отсеке кожного CArcinomas не были должным образом определены. Ответ на этот вопрос носит медицинскую значимость данной недавние исследования, разоблачающие опухолеассоциированные фибробластов как потенциально эффективного мишени для противораковой терапии 16.

Выявление и перспективно изоляции фибробластов клоны наделены фиброгенной потенциала в естественных условиях является важным шагом на пути к эффективной манипуляции их ответ на повреждение в широком диапазоне острых и хронических болезненных состояний. В 1987 году Кормак продемонстрировал два субпопуляции фибробластов, один проживающий в папиллярного и один в ретикулярной дермы 17,18. Третий субпопуляции был найден, связанные с волосяных фолликулов в волосяной сосочек области фолликула 19,20. При культивировании, эти различия фибробластов подтипы проявляют в потенциал роста, морфологии и факторов роста / цитокинов анкеты 21-24.

На сегодняшний день, исследования по изучению фибробластов онterogeneity в значительной степени удалось адекватно характеризуют развития и функционального разнообразия среди фибробластов в естественных условиях. Это, в частности, является результатом зависимости от культивируемых популяций фибробластов и гомогенизации эффекта клеточной культуре или позитивной селекции на основе поверхностного рецептора себя не экспрессируется всеми фибробластов 25. Недавнее исследование, из нашей лаборатории показали глубокое поверхностный маркер и транскрипции сдвиг в культуре фибробластов против некультурных изолированных на FACS на основе методологии, представленной в изоляции этой рукописи 26.

Впоследствии, мы определили конкретный фибробластов происхождение в пределах мышиных спинных дермы и решил, что это линия, определяется эмбриональной экспрессии Engrailed-1, в первую очередь отвечает за отложение соединительной ткани в коже спинной. Линии функции при острых и хронических форм фиброза в том числе заживление ран, образование стромы рака, иизлучение фиброз 27. Характеристика различных фибробластов линий имеет критические последствия для лечения, направленных на модуляции фиброгенную поведение.

Вместо того чтобы использовать существующие протоколы, которые полагаются на манипуляции в пробирке для достижения изоляции клеток 28,29, протокол урожай (Рисунок 1) подробно здесь, поможет урожая информативные анализы фибробластов, которые более точно захватить фенотип и поведение в естественных условиях.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Гистология, фибробласты — StatPearls — NCBI Bookshelf

Введение

Фибробласт — один из наиболее распространенных типов клеток, присутствующих в строме. Он выполняет множество функций и составляет основу тканей и органов. В условиях гомеостаза эта клетка отвечает за поддержание внеклеточного матрикса (ЕСМ). Во время стресса фибробласты адаптируются к окружающей среде и обладают способностью реагировать и посылать локальные сигналы. Во время травмы фибробласт может трансформировать фенотип и синтезировать строительные блоки, необходимые для замены поврежденной ткани.Во время патологических состояний внеклеточный матрикс образуется в чрезмерных количествах, а коллаген откладывается нерегулируемым образом, что часто приводит к необратимой дисфункции органов или уродливому внешнему виду.

Проблемы, вызывающие озабоченность

В данной статье рассматривается гистология клетки фибробластов. Хотя эта клетка присутствует во многих системах органов, морфология клетки остается той же. [1] Кроме того, в статье будут изучены структура, функция, подготовка ткани, гистохимия, цитохимия, электронная микроскопия и соответствующая патофизиология с клинической корреляцией.

Структура

Фибробласты имеют мезенхимальное происхождение и имеют удлиненное веретено или звездчатую форму с множеством цитоплазматических выступов. Внутри цитоплазмы имеется множество шероховатой эндоплазматической сети (rER) и большой аппарат Гольджи. Миофибробласты выглядят так же, как фибробласты и гладкомышечные клетки, с дополнительными отличительными чертами складок ядерных мембран и длинных скоплений микрофиламентов, соединяющихся с окружающими миофибробластами и внеклеточным матриксом.[2]

Функция

Фибробласты являются наиболее распространенным типом клеток, представленным в соединительной ткани. Эти клетки производят разнообразную группу продуктов, включая коллаген типа I, III и IV, протеогликаны, фибронектин, ламинины, гликозаминогликаны, металлопротеиназы и даже простагландины. Во взрослом организме фибробласты остаются в неподвижной форме до тех пор, пока стимулы не активируют синтез белка и механизмы сокращения. Эти клетки синтезируют и реорганизуют ECM, обнаруженные в коже, легких, сердце, почках, печени, глазах и других органах.ЕСМ находится в постоянной связи с окружающими клетками, поскольку фибробласты могут секретировать и отвечать как на аутокринные, так и на паракринные сигналы. [3] [4] Реорганизация матрикса происходит в результате процесса деградации и сшивания ферментов, продуцируемых фибробластами, которые активируются и регулируются провоспалительными цитокинами и факторами роста. Факторы роста транскрипции альфа и бета (TGF-A и TGF-B), фактор роста тромбоцитов (PDGF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), эпидермальный фактор роста (EGF) и фактор некроза опухоли (TNF) все участвуют в регуляции фибробластов.[5]

Фибробласты представляют собой разнообразную группу клеток. В пределах одной системы органов может быть большое разнообразие функций. Внутри покровов дермальные фибробласты в разных местах играют разные роли. Поверхностно расположенная линия включает формирование волосяного фолликула и отвечает за реэпителизацию во время заживления ран; более глубокая линия отвечает за генерацию ECM. [4] Фибробласты известны своей пластичностью; адипоциты, перициты, эндотелиальные и эпителиальные клетки, также известные как терминально дифференцированные клетки, могут де-дифференцироваться в фибробласты.[6] Стимуляция фибробластов дополнительно увеличивает восприимчивость к эпигенетическим модификациям. Способность фибробластов к трансформации частично обусловлена ​​разнообразием рецепторов адгезии на поверхности клетки (интегрины, синдеканы, кадгерины), которые облегчают связь фибробластов с окружающей средой. Одна из этих хорошо описанных трансформаций фибробластов — это трансформация фибробластов в миофибробласты. [7] Миофибробласты присутствуют как в здоровых, так и в патологических тканях и содержат элементы фибробластов и гладкомышечных клеток.[3] Эти клетки работают вместе с эндотелиальными клетками сосудов, образуя грануляционную ткань во время заживления ран.

Подготовка ткани

Для микроскопического анализа фибробластов необходимо получить подходящие образцы. Конкретный тип ткани получается методами, зависящими от органа и глубины, необходимой для точного образца ткани. Обычными подходами являются эксцизионные хирургические образцы, пункционная биопсия, биопсия после бритья и центральная биопсия. Образцы тканей деликатны, поэтому их необходимо консервировать для получения тонких срезов.Первый метод сохранения может заключаться в использовании криостата, который быстро замораживает ткани и разрезает замороженные срезы. Второй метод включает в себя первоначальную фиксацию или сохранение ткани в формалине для поддержания ее в «естественном» состоянии, обработку ткани (обычно путем добавления спирта для обезвоживания образца), заливку образца в парафин и, наконец, нарезку срезов. срезы (часто с помощью микротома-аппарата).

Гистохимия и цитохимия

Иммуногистохимическое окрашивание не дало результатов в различении фибробластов из-за отсутствия маркеров, специфичных для фибробластов.Результатом является окрашивание нескольких клеток, специфичность которых перекрывается. Для сравнения фибробластов и миофибробластов можно использовать методы иммунофлуоресценции (IF). IF показывает экспрессию альфа-актина гладких мышц (SMA), типа актина, присутствующего в миофибробластах, но не обнаруженного в фибробластах. Идентификация белков, содержащихся исключительно в гладкомышечных клетках, таких как смоотелин, также может помочь в различении типов клеток. [2] [8]

Свет для микроскопии

Фибробласты представляют собой удлиненные дискообразные структуры, которые трудно увидеть при стандартной оценке с помощью световой микроскопии.Обычно вблизи коллагеновых волокон видно только ядро. Фибробласты обладают длинными тонкими бледно-окрашивающими отростками, которые составляют основную часть цитоплазмы клетки. Эти процессы легче визуализировать во время заживления ран, когда rER активно синтезирует новые белки для ECM. [9]

Электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия выявляет большое количество аппаратов rER и Гольджи в цитоплазме клетки. Эти органеллы увеличиваются в количестве во время заживления ран, поскольку фибробласты становятся «активированными».«Близкое сближение фибробластов с коллагеновыми фибриллами легко визуализировать. Фибробласты также могут дифференцироваться в миофибробласты, клетки, обладающие качествами как фибробластов, так и гладкомышечных клеток. Актиновые филаменты миофибробластов отличают эту клетку от стандартного фибробласта (без содержания актина) Миофибробласты отличаются от гладкомышечных клеток тем, что у них отсутствует окружающая их базальная пластинка. [2]

Патофизиология

Сохранение миофибробластов в рубцовой ткани способствует образованию гипертрофических рубцов, келоидов и фиброматозов (контрактура Дюпюитрена).Миофибробласты обычно исчезают в результате апоптоза в течение второй недели заживления ран. Нарушение апоптоза миофибробластов приводит к чрезмерному синтезу матрикса и сокращению нормальной ткани. Гипертрофические рубцы, келоиды и незаживающие раны представляют собой патологический механизм заживления. Отсроченный апоптоз приводит к гипертрофии рубца. Гипертрофические рубцы возвышаются над поверхностью, не выходят за границы раны и со временем могут медленно регрессировать. Келоидные рубцы продолжают расти за пределы краев раны и со временем расширяются.[10] Фибробласты внутри келоидов — это атипичный подтип, который становится все более пролиферативным и активирует окружающие фибробласты. Для сравнения, хронические незаживающие раны содержат фибробласты, которые перестали пролиферировать или претерпели преждевременный апоптоз с аномальной передачей сигналов цитокинов. [2]

Контрактура Дюпюитрена — это деформация кисти, при которой пальцы медленно сгибаются. Из-за неизвестной этиологии разрастание фибробластов, расположенных в виде тяжей, узелков миофибробластов и нарушение отложения коллагена вызывает деформацию руки.Фибробласты распространяют это состояние, длительно генерируя профибротические цитокины, что впоследствии приводит к активации миофибробластов и непрерывной продукции цитокинов. Патофизиология контрактуры соединительной ткани лежит не только в напряжении, создаваемом миофибробластами, а также в динамическом укорочении самого ремоделирования внеклеточного матрикса. [11] [5] [12]

Клиническая значимость

Фибробласты могут регенерировать функциональную ткань. Они участвуют во всех трех стадиях заживления ран: воспалении, пролиферации клеток, отложении внеклеточного матрикса и ремоделировании.Процесс начинается с травмы, вызывающей воспалительную реакцию. Образование сгустка начинается на участке раны, образованном из фибрин-фибронектинового матрикса. Фибробласты выходят из этого каркаса, чтобы инициировать процесс отложения и ремоделирования. [6] Фибробласты перемещаются к месту травмы после хемотаксической стимуляции. Миграция фибробластов — это динамический процесс, включающий синтез ECM в проксимальном направлении и высвобождение ранее созданных дистальных структур. Коллагеназы, продуцируемые фибробластами, разрушают соседний интерстициальный матрикс и помогают в миграционном процессе.Во время миграции тяговые силы создаются параллельно вдоль ожидаемых линий напряжения [3].

Фибробласты размножаются в месте повреждения, опосредованного множеством цитокинов и факторов роста. Именно во время этой пролиферативной стадии формируется грануляционная ткань и происходит активация фибробластов. Вышеупомянутый TGF-B является одним из наиболее хорошо изученных цитокиновых медиаторов функции фибробластов. Он действует как хемотаксический агент, триггер как для пролиферации, так и для апоптоза, активатор ферментов и регулятор отложения коллагена.[5] Присутствующий в низких концентрациях, TGF-B активирует пролиферацию клеток фибробластов; Напротив, он подавляет митогенез фибробластов, когда присутствует в больших количествах. TGF-B может поступать из тромбоцитов, лейкоцитов, паренхиматозных и эпителиальных клеток или из самого фибробласта. [12] Фибробласт необходим для синтеза каркаса ECM для замены поврежденной ткани. ЕСМ состоит в основном из коллагена, протеогликанов и гликопротеинов. В гомеостазе первичный тип коллагена, продуцируемый фибробластом, зависит от органа.Тип I преобладает в коже, I и III преобладают в интерстиции легких, печени и почек, а коллаген IV распространен в базальной альвеолярной мембране [1].

Высокое напряжение в ране, вызванное миграцией и механическим стрессом, запускает адаптивные изменения в ECM и дифференциацию фибробластов на миофибробласты, шаг, необходимый для сокращения и закрытия раны. Самого механического напряжения достаточно, чтобы частично вызвать «нервные волокна» внутри фибробласта; однако для полного перехода фенотипа необходимы дополнительные факторы.Фибробласты, содержащие ген эктодисплазина А (сплайсинговый вариант РНК фибронектина), позволяют TGF-B стимулировать выработку альфа-SMA. Повышенная альфа-SMA способствует переходу в миофибробласты. [8] [13] Кроме того, присутствие матриксной металлопротеиназы-2 достаточно для запуска дифференцировки миофибробластов. После активации миофибробласты откладывают элементы ВКМ, формируя грануляционную ткань [3].

Процесс миграции фибробластов инициирует производство напряжения.Миофибробласты производят дальнейшее сокращение через адгезионный комплекс «фибронексус», позволяющий миофибробластам соединяться с внутриклеточными микрофиламентами и ECM, опосредованными альфа-SMA и немышечным миозином. Эта активность позволяет комплексу синхронно сокращаться и закрывать рану. Фибронексус отсутствует в фибробластах. [8] [12] Исследования показали, что доля миофибробластов, присутствующих в грануляционной ткани, линейно зависит от скорости сокращения. Фибробласты могут вызывать тракцию, но именно миофибробласты вызывают сокращение.Сокращение раны также частично связано с укорочением коллагена. ECM грануляционной ткани модифицируется металлопротеиназами, которые разрушают коллаген, протеогликаны и фибронектины. [3] Коллаген I и III типов является доминирующим в грануляционной ткани, а тип III преобладает до тех пор, пока не произойдет ремоделирование. В зрелых рубцах преобладает коллаген I типа [14]. Фиброгенез продолжается до тех пор, пока фибробласты не удаляются с участка через апоптоз. При нормальных процессах цикл заживления ран заканчивается восстановлением нормальной структуры и функций тканей.Когда происходит апоптоз фибробластов, это может привести к преждевременному незаживлению или замедленному заживлению. Продолжительное воспаление задерживает апоптоз и продолжает образование ВКМ. Высокое количество миофибробластов в зажившей рубцовой ткани является патологическим признаком. [3]

Рисунок

Фибробласты. Изображение предоставлено: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NIH_3T3.jpg

Ссылки

1.
Rinn JL, Bondre C, Gladstone HB, Brown PO, Chang HY. Анатомическое разграничение по позиционным вариациям в программах экспрессии генов фибробластов.PLoS Genet. 2006 июл; 2 (7): e119. [Бесплатная статья PMC: PMC1523235] [PubMed: 16895450]
2.
Дарби И.А., Лавердет Б., Бонте Ф., Десмулер А. Фибробласты и миофибробласты при заживлении ран. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2014; 7: 301-11. [Бесплатная статья PMC: PMC4226391] [PubMed: 25395868]
3.
Darby IA, Hewitson TD. Дифференциация фибробластов при заживлении ран и фиброзе. Int Rev Cytol. 2007; 257: 143-79. [PubMed: 17280897]
4.
desJardins-Park HE, Foster DS, Longaker MT.Фибробласты и заживление ран: новости. Regen Med. 01 июля 2018; 13 (5): 491-495. [PubMed: 30062921]
5.
Триполи М., Кордова А., Москелла Ф. Обновленная информация о роли молекулярных факторов и фибробластов в патогенезе болезни Дюпюитрена. Сигнал J Cell Commun. 2016 декабрь; 10 (4): 315-330. [Бесплатная статья PMC: PMC5143316] [PubMed: 27271552]
6.
Трейси Л.Е., Минасян Р.А., Катерсон Е.Дж.. Внеклеточный матрикс и функция дермальных фибробластов в заживающей ране. Adv Wound Care (Нью-Рошель).2016 01 марта; 5 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4779293] [PubMed: 26989578]
7.
Алкасалиас Т., Мойано-Галцеран Л., Арсениан-Хенрикссон М., Лехти К. Фибробласты в микросреде опухоли: щит или копье? Int J Mol Sci. 2018 21 мая; 19 (5) [Бесплатная статья PMC: PMC5983719] [PubMed: 29883428]
8.
Томасек Дж. Дж., Габбиани Дж., Хинц Б., Шапонье С., Браун Р. А.. Миофибробласты и механорегуляция ремоделирования соединительной ткани. Nat Rev Mol Cell Biol. 2002 Май; 3 (5): 349-63.[PubMed: 11988769]
9.
MOVAT HZ, FERNANDO NV. Тонкая структура соединительной ткани. I. Фибробласт. Опыт Мол Патол. 1962 декабрь; 1: 509-34. [PubMed: 13936387]
10.
Баят А., Макгрутер Д.А., Фергюсон М.В. Рубцы на коже. BMJ. 11 января 2003 г .; 326 (7380): 88-92. [Бесплатная статья PMC: PMC1125033] [PubMed: 12521975]
11.
Лейтон Т., Нанчахал Дж. Последние достижения в понимании болезни Дюпюитрена. F1000Res. 2019; 8 [Бесплатная статья PMC: PMC6396840] [PubMed: 30854193]
12.
Трэверс Дж. Г., Камаль Ф. А., Роббинс Дж., Ютзи К. Э., Блаксолл BC. Сердечный фиброз: пробуждение фибробластов. Circ Res. 2016 18 марта; 118 (6): 1021-40. [Бесплатная статья PMC: PMC4800485] [PubMed: 26987915]
13.
Мацудзаки С., Хирацука Т., Танигути М., Шингаки К., Кубо Т., Кия К., Фудзивара Т., Канадзава С., Канемацу Р., Маеда Т., Такамура Х. , Ямада К., Миёси К., Хосокава К., Тохьяма М., Катаяма Т. Физиологический стресс ER опосредует дифференциацию фибробластов. PLoS One. 2015; 10 (4): e0123578.[Бесплатная статья PMC: PMC4416017] [PubMed: 25

8]
14.
Сюэ М., Джексон СиДжей. Реорганизация внеклеточного матрикса при заживлении ран и ее влияние на аномальные рубцы. Adv Wound Care (Нью-Рошель). 2015 01 марта; 4 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4352699] [PubMed: 25785236]

Гистология, фибробласт — StatPearls — книжная полка NCBI

Введение

Фибробласт — один из наиболее распространенных типов клеток, присутствующих в строме. Он выполняет множество функций и составляет основу тканей и органов.В условиях гомеостаза эта клетка отвечает за поддержание внеклеточного матрикса (ЕСМ). Во время стресса фибробласты адаптируются к окружающей среде и обладают способностью реагировать и посылать локальные сигналы. Во время травмы фибробласт может трансформировать фенотип и синтезировать строительные блоки, необходимые для замены поврежденной ткани. Во время патологических состояний внеклеточный матрикс образуется в чрезмерных количествах, а коллаген откладывается нерегулируемым образом, что часто приводит к необратимой дисфункции органов или уродливому внешнему виду.

Проблемы, вызывающие озабоченность

В данной статье рассматривается гистология клетки фибробластов. Хотя эта клетка присутствует во многих системах органов, морфология клетки остается той же. [1] Кроме того, в статье будут изучены структура, функция, подготовка ткани, гистохимия, цитохимия, электронная микроскопия и соответствующая патофизиология с клинической корреляцией.

Структура

Фибробласты имеют мезенхимальное происхождение и имеют удлиненное веретено или звездчатую форму с множеством цитоплазматических выступов.Внутри цитоплазмы имеется множество шероховатой эндоплазматической сети (rER) и большой аппарат Гольджи. Миофибробласты выглядят так же, как фибробласты и гладкомышечные клетки, с дополнительными отличительными чертами складок ядерных мембран и длинных скоплений микрофиламентов, соединяющихся с окружающими миофибробластами и внеклеточным матриксом [2].

Функция

Фибробласты — наиболее распространенный тип клеток, представленный в соединительной ткани. Эти клетки производят разнообразную группу продуктов, включая коллаген типа I, III и IV, протеогликаны, фибронектин, ламинины, гликозаминогликаны, металлопротеиназы и даже простагландины.Во взрослом организме фибробласты остаются в неподвижной форме до тех пор, пока стимулы не активируют синтез белка и механизмы сокращения. Эти клетки синтезируют и реорганизуют ECM, обнаруженные в коже, легких, сердце, почках, печени, глазах и других органах. ЕСМ находится в постоянной связи с окружающими клетками, поскольку фибробласты могут секретировать и отвечать как на аутокринные, так и на паракринные сигналы. [3] [4] Реорганизация матрикса происходит в результате процесса деградации и сшивания ферментов, продуцируемых фибробластами, которые активируются и регулируются провоспалительными цитокинами и факторами роста.Факторы роста транскрипции альфа и бета (TGF-A и TGF-B), фактор роста тромбоцитов (PDGF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), эпидермальный фактор роста (EGF) и фактор некроза опухоли (TNF) все участвуют в регуляции фибробластов. [5]

Фибробласты — это разнообразная группа клеток. В пределах одной системы органов может быть большое разнообразие функций. Внутри покровов дермальные фибробласты в разных местах играют разные роли. Поверхностно расположенная линия включает формирование волосяного фолликула и отвечает за реэпителизацию во время заживления ран; более глубокая линия отвечает за генерацию ECM.[4] Фибробласты известны своей пластичностью; адипоциты, перициты, эндотелиальные и эпителиальные клетки, также известные как терминально дифференцированные клетки, могут де-дифференцироваться в фибробласты. [6] Стимуляция фибробластов дополнительно увеличивает восприимчивость к эпигенетическим модификациям. Способность фибробластов к трансформации частично обусловлена ​​разнообразием рецепторов адгезии на поверхности клетки (интегрины, синдеканы, кадгерины), которые облегчают связь фибробластов с окружающей средой. Одна из этих хорошо описанных трансформаций фибробластов — это трансформация фибробластов в миофибробласты.[7] Миофибробласты присутствуют как в здоровых, так и в патологических тканях и содержат элементы фибробластов и гладкомышечных клеток. [3] Эти клетки работают вместе с эндотелиальными клетками сосудов, образуя грануляционную ткань во время заживления ран.

Подготовка ткани

Для микроскопического анализа фибробластов необходимо получить подходящие образцы. Конкретный тип ткани получается методами, зависящими от органа и глубины, необходимой для точного образца ткани. Обычными подходами являются эксцизионные хирургические образцы, пункционная биопсия, биопсия после бритья и центральная биопсия.Образцы тканей деликатны, поэтому их необходимо консервировать для получения тонких срезов. Первый метод сохранения может заключаться в использовании криостата, который быстро замораживает ткани и разрезает замороженные срезы. Второй метод включает в себя первоначальную фиксацию или сохранение ткани в формалине для поддержания ее в «естественном» состоянии, обработку ткани (обычно путем добавления спирта для обезвоживания образца), заливку образца в парафин и, наконец, нарезку срезов. срезы (часто с помощью микротома-аппарата).

Гистохимия и цитохимия

Иммуногистохимическое окрашивание не дало результатов в различении фибробластов из-за отсутствия маркеров, специфичных для фибробластов. Результатом является окрашивание нескольких клеток, специфичность которых перекрывается. Для сравнения фибробластов и миофибробластов можно использовать методы иммунофлуоресценции (IF). IF показывает экспрессию альфа-актина гладких мышц (SMA), типа актина, присутствующего в миофибробластах, но не обнаруженного в фибробластах. Идентификация белков, содержащихся исключительно в гладкомышечных клетках, таких как смоотелин, также может помочь в различении типов клеток.[2] [8]

Свет для микроскопии

Фибробласты представляют собой удлиненные дискообразные структуры, которые трудно увидеть при стандартной оценке с помощью световой микроскопии. Обычно вблизи коллагеновых волокон видно только ядро. Фибробласты обладают длинными тонкими бледно-окрашивающими отростками, которые составляют основную часть цитоплазмы клетки. Эти процессы легче визуализировать во время заживления ран, когда rER активно синтезирует новые белки для ECM. [9]

Электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия выявляет большое количество аппаратов rER и Гольджи в цитоплазме клетки.Эти органеллы увеличиваются в количестве во время заживления ран, поскольку фибробласты становятся «активированными». Легко визуализируется близкое приближение фибробластов к фибриллам коллагена. Фибробласты также могут дифференцироваться в миофибробласты, клетки, которые обладают качествами как фибробластов, так и гладкомышечных клеток. Актиновые нити миофибробластов отличают эту клетку от стандартного фибробласта (без содержания актина). Миофибробласты отличаются от гладкомышечных клеток тем, что у них отсутствует окружающая их базальная пластинка.[2]

Патофизиология

Сохранение миофибробластов в рубцовой ткани способствует образованию гипертрофических рубцов, келоидов и фиброматозов (контрактура Дюпюитрена). Миофибробласты обычно исчезают в результате апоптоза в течение второй недели заживления ран. Нарушение апоптоза миофибробластов приводит к чрезмерному синтезу матрикса и сокращению нормальной ткани. Гипертрофические рубцы, келоиды и незаживающие раны представляют собой патологический механизм заживления. Отсроченный апоптоз приводит к гипертрофии рубца.Гипертрофические рубцы возвышаются над поверхностью, не выходят за границы раны и со временем могут медленно регрессировать. Келоидные рубцы продолжают расти за пределы краев раны и со временем расширяются [10]. Фибробласты внутри келоидов — это атипичный подтип, который становится все более пролиферативным и активирует окружающие фибробласты. Для сравнения, хронические незаживающие раны содержат фибробласты, которые перестали пролиферировать или претерпели преждевременный апоптоз с аномальной передачей сигналов цитокинов. [2]

Контрактура Дюпюитрена — это деформация кисти, при которой пальцы медленно сгибаются.Из-за неизвестной этиологии разрастание фибробластов, расположенных в виде тяжей, узелков миофибробластов и нарушение отложения коллагена вызывает деформацию руки. Фибробласты распространяют это состояние, длительно генерируя профибротические цитокины, что впоследствии приводит к активации миофибробластов и непрерывной продукции цитокинов. Патофизиология контрактуры соединительной ткани заключается не только в напряжении, создаваемом миофибробластами, но и в динамическом сокращении самого ремоделирования ВКМ.[11] [5] [12]

Клиническая значимость

Фибробласты могут регенерировать функциональную ткань. Они участвуют во всех трех стадиях заживления ран: воспалении, пролиферации клеток, отложении внеклеточного матрикса и ремоделировании. Процесс начинается с травмы, вызывающей воспалительную реакцию. Образование сгустка начинается на участке раны, образованном из фибрин-фибронектинового матрикса. Фибробласты выходят из этого каркаса, чтобы инициировать процесс отложения и ремоделирования. [6] Фибробласты перемещаются к месту травмы после хемотаксической стимуляции.Миграция фибробластов — это динамический процесс, включающий синтез ECM в проксимальном направлении и высвобождение ранее созданных дистальных структур. Коллагеназы, продуцируемые фибробластами, разрушают соседний интерстициальный матрикс и помогают в миграционном процессе. Во время миграции тяговые силы создаются параллельно вдоль ожидаемых линий напряжения [3].

Фибробласты размножаются в месте повреждения, опосредованного множеством цитокинов и факторов роста. Именно во время этой пролиферативной стадии формируется грануляционная ткань и происходит активация фибробластов.Вышеупомянутый TGF-B является одним из наиболее хорошо изученных цитокиновых медиаторов функции фибробластов. Он действует как хемотаксический агент, триггер как для пролиферации, так и для апоптоза, активатор ферментов и регулятор отложения коллагена. [5] Присутствующий в низких концентрациях, TGF-B активирует пролиферацию клеток фибробластов; Напротив, он подавляет митогенез фибробластов, когда присутствует в больших количествах. TGF-B может поступать из тромбоцитов, лейкоцитов, паренхиматозных и эпителиальных клеток или из самого фибробласта.[12] Фибробласт необходим для синтеза каркаса ECM, чтобы заменить поврежденную ткань. ЕСМ состоит в основном из коллагена, протеогликанов и гликопротеинов. В гомеостазе первичный тип коллагена, продуцируемый фибробластом, зависит от органа. Тип I преобладает в коже, I и III преобладают в интерстиции легких, печени и почек, а коллаген IV распространен в базальной альвеолярной мембране [1].

Высокое напряжение в ране, вызванное миграцией и механическим стрессом, запускает адаптивные изменения в ECM и дифференциацию фибробластов на миофибробласты, шаг, необходимый для сокращения и закрытия раны.Самого механического напряжения достаточно, чтобы частично вызвать «нервные волокна» внутри фибробласта; однако для полного перехода фенотипа необходимы дополнительные факторы. Фибробласты, содержащие ген эктодисплазина А (сплайсинговый вариант РНК фибронектина), позволяют TGF-B стимулировать выработку альфа-SMA. Повышенная альфа-SMA способствует переходу в миофибробласты. [8] [13] Кроме того, присутствие матриксной металлопротеиназы-2 достаточно для запуска дифференцировки миофибробластов.После активации миофибробласты откладывают элементы ВКМ, формируя грануляционную ткань [3].

Процесс миграции фибробластов инициирует производство напряжения. Миофибробласты производят дальнейшее сокращение через адгезионный комплекс «фибронексус», позволяющий миофибробластам соединяться с внутриклеточными микрофиламентами и ECM, опосредованными альфа-SMA и немышечным миозином. Эта активность позволяет комплексу синхронно сокращаться и закрывать рану. Фибронексус отсутствует в фибробластах.[8] [12] Исследования показали, что доля миофибробластов, присутствующих в грануляционной ткани, линейно зависит от скорости сокращения. Фибробласты могут вызывать тракцию, но именно миофибробласты вызывают сокращение. Сокращение раны также частично связано с укорочением коллагена. ECM грануляционной ткани модифицируется металлопротеиназами, которые разрушают коллаген, протеогликаны и фибронектины. [3] Коллаген I и III типов является доминирующим в грануляционной ткани, а тип III преобладает до тех пор, пока не произойдет ремоделирование.В зрелых рубцах преобладает коллаген I типа [14]. Фиброгенез продолжается до тех пор, пока фибробласты не удаляются с участка через апоптоз. При нормальных процессах цикл заживления ран заканчивается восстановлением нормальной структуры и функций тканей. Когда происходит апоптоз фибробластов, это может привести к преждевременному незаживлению или замедленному заживлению. Продолжительное воспаление задерживает апоптоз и продолжает образование ВКМ. Высокое количество миофибробластов в зажившей рубцовой ткани является патологическим признаком.[3]

Рисунок

Фибробласты. Изображение предоставлено: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NIH_3T3.jpg

Ссылки

1.
Rinn JL, Bondre C, Gladstone HB, Brown PO, Chang HY. Анатомическое разграничение по позиционным вариациям в программах экспрессии генов фибробластов. PLoS Genet. 2006 июл; 2 (7): e119. [Бесплатная статья PMC: PMC1523235] [PubMed: 16895450]
2.
Дарби И.А., Лавердет Б., Бонте Ф., Десмулер А. Фибробласты и миофибробласты при заживлении ран.Clin Cosmet Investig Dermatol. 2014; 7: 301-11. [Бесплатная статья PMC: PMC4226391] [PubMed: 25395868]
3.
Darby IA, Hewitson TD. Дифференциация фибробластов при заживлении ран и фиброзе. Int Rev Cytol. 2007; 257: 143-79. [PubMed: 17280897]
4.
desJardins-Park HE, Foster DS, Longaker MT. Фибробласты и заживление ран: новости. Regen Med. 01 июля 2018; 13 (5): 491-495. [PubMed: 30062921]
5.
Триполи М., Кордова А., Москелла Ф. Обновленная информация о роли молекулярных факторов и фибробластов в патогенезе болезни Дюпюитрена.Сигнал J Cell Commun. 2016 декабрь; 10 (4): 315-330. [Бесплатная статья PMC: PMC5143316] [PubMed: 27271552]
6.
Трейси Л.Е., Минасян Р.А., Катерсон Е.Дж.. Внеклеточный матрикс и функция дермальных фибробластов в заживающей ране. Adv Wound Care (Нью-Рошель). 2016 01 марта; 5 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4779293] [PubMed: 26989578]
7.
Алкасалиас Т., Мойано-Галцеран Л., Арсениан-Хенрикссон М., Лехти К. Фибробласты в микросреде опухоли: щит или копье? Int J Mol Sci.2018 21 мая; 19 (5) [Бесплатная статья PMC: PMC5983719] [PubMed: 29883428]
8.
Томасек Дж. Дж., Габбиани Дж., Хинц Б., Шапонье С., Браун Р. А.. Миофибробласты и механорегуляция ремоделирования соединительной ткани. Nat Rev Mol Cell Biol. 2002 Май; 3 (5): 349-63. [PubMed: 11988769]
9.
MOVAT HZ, FERNANDO NV. Тонкая структура соединительной ткани. I. Фибробласт. Опыт Мол Патол. 1962 декабрь; 1: 509-34. [PubMed: 13936387]
10.
Баят А., Макгрутер Д.А., Фергюсон М.В.Рубцы на коже. BMJ. 11 января 2003 г .; 326 (7380): 88-92. [Бесплатная статья PMC: PMC1125033] [PubMed: 12521975]
11.
Лейтон Т., Нанчахал Дж. Последние достижения в понимании болезни Дюпюитрена. F1000Res. 2019; 8 [Бесплатная статья PMC: PMC6396840] [PubMed: 30854193]
12.
Трэверс Дж. Г., Камаль Ф. А., Роббинс Дж., Ютзи К. Э., Блаксолл BC. Сердечный фиброз: пробуждение фибробластов. Circ Res. 2016 18 марта; 118 (6): 1021-40. [Бесплатная статья PMC: PMC4800485] [PubMed: 26987915]
13.
Matsuzaki S, Hiratsuka T, Taniguchi M, Shingaki K, Kubo T, Kiya K, Fujiwara T, Kanazawa S., Kanematsu R, Maeda T, Takamura H, Yamada K, Miyoshi K, Hosokawa K, Tohyama M, Katayama T. Физиологический стресс ER опосредует дифференциацию фибробластов. PLoS One. 2015; 10 (4): e0123578. [Бесплатная статья PMC: PMC4416017] [PubMed: 25

8]
14.
Сюэ М., Джексон СиДжей. Реорганизация внеклеточного матрикса при заживлении ран и ее влияние на аномальные рубцы. Adv Wound Care (Нью-Рошель).2015 01 марта; 4 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4352699] [PubMed: 25785236]

Гистология, фибробласт — StatPearls — книжная полка NCBI

Введение

Фибробласт — один из наиболее распространенных типов клеток, присутствующих в строме. Он выполняет множество функций и составляет основу тканей и органов. В условиях гомеостаза эта клетка отвечает за поддержание внеклеточного матрикса (ЕСМ). Во время стресса фибробласты адаптируются к окружающей среде и обладают способностью реагировать и посылать локальные сигналы.Во время травмы фибробласт может трансформировать фенотип и синтезировать строительные блоки, необходимые для замены поврежденной ткани. Во время патологических состояний внеклеточный матрикс образуется в чрезмерных количествах, а коллаген откладывается нерегулируемым образом, что часто приводит к необратимой дисфункции органов или уродливому внешнему виду.

Проблемы, вызывающие озабоченность

В данной статье рассматривается гистология клетки фибробластов. Хотя эта клетка присутствует во многих системах органов, морфология клетки остается той же.[1] Кроме того, в статье будут изучены структура, функция, подготовка ткани, гистохимия, цитохимия, электронная микроскопия и соответствующая патофизиология с клинической корреляцией.

Структура

Фибробласты имеют мезенхимальное происхождение и имеют удлиненное веретено или звездчатую форму с множеством цитоплазматических выступов. Внутри цитоплазмы имеется множество шероховатой эндоплазматической сети (rER) и большой аппарат Гольджи. Миофибробласты выглядят так же, как фибробласты и гладкомышечные клетки, с дополнительными отличительными чертами складок ядерных мембран и длинных скоплений микрофиламентов, соединяющихся с окружающими миофибробластами и внеклеточным матриксом.[2]

Функция

Фибробласты являются наиболее распространенным типом клеток, представленным в соединительной ткани. Эти клетки производят разнообразную группу продуктов, включая коллаген типа I, III и IV, протеогликаны, фибронектин, ламинины, гликозаминогликаны, металлопротеиназы и даже простагландины. Во взрослом организме фибробласты остаются в неподвижной форме до тех пор, пока стимулы не активируют синтез белка и механизмы сокращения. Эти клетки синтезируют и реорганизуют ECM, обнаруженные в коже, легких, сердце, почках, печени, глазах и других органах.ЕСМ находится в постоянной связи с окружающими клетками, поскольку фибробласты могут секретировать и отвечать как на аутокринные, так и на паракринные сигналы. [3] [4] Реорганизация матрикса происходит в результате процесса деградации и сшивания ферментов, продуцируемых фибробластами, которые активируются и регулируются провоспалительными цитокинами и факторами роста. Факторы роста транскрипции альфа и бета (TGF-A и TGF-B), фактор роста тромбоцитов (PDGF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), эпидермальный фактор роста (EGF) и фактор некроза опухоли (TNF) все участвуют в регуляции фибробластов.[5]

Фибробласты представляют собой разнообразную группу клеток. В пределах одной системы органов может быть большое разнообразие функций. Внутри покровов дермальные фибробласты в разных местах играют разные роли. Поверхностно расположенная линия включает формирование волосяного фолликула и отвечает за реэпителизацию во время заживления ран; более глубокая линия отвечает за генерацию ECM. [4] Фибробласты известны своей пластичностью; адипоциты, перициты, эндотелиальные и эпителиальные клетки, также известные как терминально дифференцированные клетки, могут де-дифференцироваться в фибробласты.[6] Стимуляция фибробластов дополнительно увеличивает восприимчивость к эпигенетическим модификациям. Способность фибробластов к трансформации частично обусловлена ​​разнообразием рецепторов адгезии на поверхности клетки (интегрины, синдеканы, кадгерины), которые облегчают связь фибробластов с окружающей средой. Одна из этих хорошо описанных трансформаций фибробластов — это трансформация фибробластов в миофибробласты. [7] Миофибробласты присутствуют как в здоровых, так и в патологических тканях и содержат элементы фибробластов и гладкомышечных клеток.[3] Эти клетки работают вместе с эндотелиальными клетками сосудов, образуя грануляционную ткань во время заживления ран.

Подготовка ткани

Для микроскопического анализа фибробластов необходимо получить подходящие образцы. Конкретный тип ткани получается методами, зависящими от органа и глубины, необходимой для точного образца ткани. Обычными подходами являются эксцизионные хирургические образцы, пункционная биопсия, биопсия после бритья и центральная биопсия. Образцы тканей деликатны, поэтому их необходимо консервировать для получения тонких срезов.Первый метод сохранения может заключаться в использовании криостата, который быстро замораживает ткани и разрезает замороженные срезы. Второй метод включает в себя первоначальную фиксацию или сохранение ткани в формалине для поддержания ее в «естественном» состоянии, обработку ткани (обычно путем добавления спирта для обезвоживания образца), заливку образца в парафин и, наконец, нарезку срезов. срезы (часто с помощью микротома-аппарата).

Гистохимия и цитохимия

Иммуногистохимическое окрашивание не дало результатов в различении фибробластов из-за отсутствия маркеров, специфичных для фибробластов.Результатом является окрашивание нескольких клеток, специфичность которых перекрывается. Для сравнения фибробластов и миофибробластов можно использовать методы иммунофлуоресценции (IF). IF показывает экспрессию альфа-актина гладких мышц (SMA), типа актина, присутствующего в миофибробластах, но не обнаруженного в фибробластах. Идентификация белков, содержащихся исключительно в гладкомышечных клетках, таких как смоотелин, также может помочь в различении типов клеток. [2] [8]

Свет для микроскопии

Фибробласты представляют собой удлиненные дискообразные структуры, которые трудно увидеть при стандартной оценке с помощью световой микроскопии.Обычно вблизи коллагеновых волокон видно только ядро. Фибробласты обладают длинными тонкими бледно-окрашивающими отростками, которые составляют основную часть цитоплазмы клетки. Эти процессы легче визуализировать во время заживления ран, когда rER активно синтезирует новые белки для ECM. [9]

Электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия выявляет большое количество аппаратов rER и Гольджи в цитоплазме клетки. Эти органеллы увеличиваются в количестве во время заживления ран, поскольку фибробласты становятся «активированными».«Близкое сближение фибробластов с коллагеновыми фибриллами легко визуализировать. Фибробласты также могут дифференцироваться в миофибробласты, клетки, обладающие качествами как фибробластов, так и гладкомышечных клеток. Актиновые филаменты миофибробластов отличают эту клетку от стандартного фибробласта (без содержания актина) Миофибробласты отличаются от гладкомышечных клеток тем, что у них отсутствует окружающая их базальная пластинка. [2]

Патофизиология

Сохранение миофибробластов в рубцовой ткани способствует образованию гипертрофических рубцов, келоидов и фиброматозов (контрактура Дюпюитрена).Миофибробласты обычно исчезают в результате апоптоза в течение второй недели заживления ран. Нарушение апоптоза миофибробластов приводит к чрезмерному синтезу матрикса и сокращению нормальной ткани. Гипертрофические рубцы, келоиды и незаживающие раны представляют собой патологический механизм заживления. Отсроченный апоптоз приводит к гипертрофии рубца. Гипертрофические рубцы возвышаются над поверхностью, не выходят за границы раны и со временем могут медленно регрессировать. Келоидные рубцы продолжают расти за пределы краев раны и со временем расширяются.[10] Фибробласты внутри келоидов — это атипичный подтип, который становится все более пролиферативным и активирует окружающие фибробласты. Для сравнения, хронические незаживающие раны содержат фибробласты, которые перестали пролиферировать или претерпели преждевременный апоптоз с аномальной передачей сигналов цитокинов. [2]

Контрактура Дюпюитрена — это деформация кисти, при которой пальцы медленно сгибаются. Из-за неизвестной этиологии разрастание фибробластов, расположенных в виде тяжей, узелков миофибробластов и нарушение отложения коллагена вызывает деформацию руки.Фибробласты распространяют это состояние, длительно генерируя профибротические цитокины, что впоследствии приводит к активации миофибробластов и непрерывной продукции цитокинов. Патофизиология контрактуры соединительной ткани лежит не только в напряжении, создаваемом миофибробластами, а также в динамическом укорочении самого ремоделирования внеклеточного матрикса. [11] [5] [12]

Клиническая значимость

Фибробласты могут регенерировать функциональную ткань. Они участвуют во всех трех стадиях заживления ран: воспалении, пролиферации клеток, отложении внеклеточного матрикса и ремоделировании.Процесс начинается с травмы, вызывающей воспалительную реакцию. Образование сгустка начинается на участке раны, образованном из фибрин-фибронектинового матрикса. Фибробласты выходят из этого каркаса, чтобы инициировать процесс отложения и ремоделирования. [6] Фибробласты перемещаются к месту травмы после хемотаксической стимуляции. Миграция фибробластов — это динамический процесс, включающий синтез ECM в проксимальном направлении и высвобождение ранее созданных дистальных структур. Коллагеназы, продуцируемые фибробластами, разрушают соседний интерстициальный матрикс и помогают в миграционном процессе.Во время миграции тяговые силы создаются параллельно вдоль ожидаемых линий напряжения [3].

Фибробласты размножаются в месте повреждения, опосредованного множеством цитокинов и факторов роста. Именно во время этой пролиферативной стадии формируется грануляционная ткань и происходит активация фибробластов. Вышеупомянутый TGF-B является одним из наиболее хорошо изученных цитокиновых медиаторов функции фибробластов. Он действует как хемотаксический агент, триггер как для пролиферации, так и для апоптоза, активатор ферментов и регулятор отложения коллагена.[5] Присутствующий в низких концентрациях, TGF-B активирует пролиферацию клеток фибробластов; Напротив, он подавляет митогенез фибробластов, когда присутствует в больших количествах. TGF-B может поступать из тромбоцитов, лейкоцитов, паренхиматозных и эпителиальных клеток или из самого фибробласта. [12] Фибробласт необходим для синтеза каркаса ECM для замены поврежденной ткани. ЕСМ состоит в основном из коллагена, протеогликанов и гликопротеинов. В гомеостазе первичный тип коллагена, продуцируемый фибробластом, зависит от органа.Тип I преобладает в коже, I и III преобладают в интерстиции легких, печени и почек, а коллаген IV распространен в базальной альвеолярной мембране [1].

Высокое напряжение в ране, вызванное миграцией и механическим стрессом, запускает адаптивные изменения в ECM и дифференциацию фибробластов на миофибробласты, шаг, необходимый для сокращения и закрытия раны. Самого механического напряжения достаточно, чтобы частично вызвать «нервные волокна» внутри фибробласта; однако для полного перехода фенотипа необходимы дополнительные факторы.Фибробласты, содержащие ген эктодисплазина А (сплайсинговый вариант РНК фибронектина), позволяют TGF-B стимулировать выработку альфа-SMA. Повышенная альфа-SMA способствует переходу в миофибробласты. [8] [13] Кроме того, присутствие матриксной металлопротеиназы-2 достаточно для запуска дифференцировки миофибробластов. После активации миофибробласты откладывают элементы ВКМ, формируя грануляционную ткань [3].

Процесс миграции фибробластов инициирует производство напряжения.Миофибробласты производят дальнейшее сокращение через адгезионный комплекс «фибронексус», позволяющий миофибробластам соединяться с внутриклеточными микрофиламентами и ECM, опосредованными альфа-SMA и немышечным миозином. Эта активность позволяет комплексу синхронно сокращаться и закрывать рану. Фибронексус отсутствует в фибробластах. [8] [12] Исследования показали, что доля миофибробластов, присутствующих в грануляционной ткани, линейно зависит от скорости сокращения. Фибробласты могут вызывать тракцию, но именно миофибробласты вызывают сокращение.Сокращение раны также частично связано с укорочением коллагена. ECM грануляционной ткани модифицируется металлопротеиназами, которые разрушают коллаген, протеогликаны и фибронектины. [3] Коллаген I и III типов является доминирующим в грануляционной ткани, а тип III преобладает до тех пор, пока не произойдет ремоделирование. В зрелых рубцах преобладает коллаген I типа [14]. Фиброгенез продолжается до тех пор, пока фибробласты не удаляются с участка через апоптоз. При нормальных процессах цикл заживления ран заканчивается восстановлением нормальной структуры и функций тканей.Когда происходит апоптоз фибробластов, это может привести к преждевременному незаживлению или замедленному заживлению. Продолжительное воспаление задерживает апоптоз и продолжает образование ВКМ. Высокое количество миофибробластов в зажившей рубцовой ткани является патологическим признаком. [3]

Рисунок

Фибробласты. Изображение предоставлено: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NIH_3T3.jpg

Ссылки

1.
Rinn JL, Bondre C, Gladstone HB, Brown PO, Chang HY. Анатомическое разграничение по позиционным вариациям в программах экспрессии генов фибробластов.PLoS Genet. 2006 июл; 2 (7): e119. [Бесплатная статья PMC: PMC1523235] [PubMed: 16895450]
2.
Дарби И.А., Лавердет Б., Бонте Ф., Десмулер А. Фибробласты и миофибробласты при заживлении ран. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2014; 7: 301-11. [Бесплатная статья PMC: PMC4226391] [PubMed: 25395868]
3.
Darby IA, Hewitson TD. Дифференциация фибробластов при заживлении ран и фиброзе. Int Rev Cytol. 2007; 257: 143-79. [PubMed: 17280897]
4.
desJardins-Park HE, Foster DS, Longaker MT.Фибробласты и заживление ран: новости. Regen Med. 01 июля 2018; 13 (5): 491-495. [PubMed: 30062921]
5.
Триполи М., Кордова А., Москелла Ф. Обновленная информация о роли молекулярных факторов и фибробластов в патогенезе болезни Дюпюитрена. Сигнал J Cell Commun. 2016 декабрь; 10 (4): 315-330. [Бесплатная статья PMC: PMC5143316] [PubMed: 27271552]
6.
Трейси Л.Е., Минасян Р.А., Катерсон Е.Дж.. Внеклеточный матрикс и функция дермальных фибробластов в заживающей ране. Adv Wound Care (Нью-Рошель).2016 01 марта; 5 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4779293] [PubMed: 26989578]
7.
Алкасалиас Т., Мойано-Галцеран Л., Арсениан-Хенрикссон М., Лехти К. Фибробласты в микросреде опухоли: щит или копье? Int J Mol Sci. 2018 21 мая; 19 (5) [Бесплатная статья PMC: PMC5983719] [PubMed: 29883428]
8.
Томасек Дж. Дж., Габбиани Дж., Хинц Б., Шапонье С., Браун Р. А.. Миофибробласты и механорегуляция ремоделирования соединительной ткани. Nat Rev Mol Cell Biol. 2002 Май; 3 (5): 349-63.[PubMed: 11988769]
9.
MOVAT HZ, FERNANDO NV. Тонкая структура соединительной ткани. I. Фибробласт. Опыт Мол Патол. 1962 декабрь; 1: 509-34. [PubMed: 13936387]
10.
Баят А., Макгрутер Д.А., Фергюсон М.В. Рубцы на коже. BMJ. 11 января 2003 г .; 326 (7380): 88-92. [Бесплатная статья PMC: PMC1125033] [PubMed: 12521975]
11.
Лейтон Т., Нанчахал Дж. Последние достижения в понимании болезни Дюпюитрена. F1000Res. 2019; 8 [Бесплатная статья PMC: PMC6396840] [PubMed: 30854193]
12.
Трэверс Дж. Г., Камаль Ф. А., Роббинс Дж., Ютзи К. Э., Блаксолл BC. Сердечный фиброз: пробуждение фибробластов. Circ Res. 2016 18 марта; 118 (6): 1021-40. [Бесплатная статья PMC: PMC4800485] [PubMed: 26987915]
13.
Мацудзаки С., Хирацука Т., Танигути М., Шингаки К., Кубо Т., Кия К., Фудзивара Т., Канадзава С., Канемацу Р., Маеда Т., Такамура Х. , Ямада К., Миёси К., Хосокава К., Тохьяма М., Катаяма Т. Физиологический стресс ER опосредует дифференциацию фибробластов. PLoS One. 2015; 10 (4): e0123578.[Бесплатная статья PMC: PMC4416017] [PubMed: 25

8]
14.
Сюэ М., Джексон СиДжей. Реорганизация внеклеточного матрикса при заживлении ран и ее влияние на аномальные рубцы. Adv Wound Care (Нью-Рошель). 2015 01 марта; 4 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4352699] [PubMed: 25785236]

Гистология, фибробласт — StatPearls — книжная полка NCBI

Введение

Фибробласт — один из наиболее распространенных типов клеток, присутствующих в строме. Он выполняет множество функций и составляет основу тканей и органов.В условиях гомеостаза эта клетка отвечает за поддержание внеклеточного матрикса (ЕСМ). Во время стресса фибробласты адаптируются к окружающей среде и обладают способностью реагировать и посылать локальные сигналы. Во время травмы фибробласт может трансформировать фенотип и синтезировать строительные блоки, необходимые для замены поврежденной ткани. Во время патологических состояний внеклеточный матрикс образуется в чрезмерных количествах, а коллаген откладывается нерегулируемым образом, что часто приводит к необратимой дисфункции органов или уродливому внешнему виду.

Проблемы, вызывающие озабоченность

В данной статье рассматривается гистология клетки фибробластов. Хотя эта клетка присутствует во многих системах органов, морфология клетки остается той же. [1] Кроме того, в статье будут изучены структура, функция, подготовка ткани, гистохимия, цитохимия, электронная микроскопия и соответствующая патофизиология с клинической корреляцией.

Структура

Фибробласты имеют мезенхимальное происхождение и имеют удлиненное веретено или звездчатую форму с множеством цитоплазматических выступов.Внутри цитоплазмы имеется множество шероховатой эндоплазматической сети (rER) и большой аппарат Гольджи. Миофибробласты выглядят так же, как фибробласты и гладкомышечные клетки, с дополнительными отличительными чертами складок ядерных мембран и длинных скоплений микрофиламентов, соединяющихся с окружающими миофибробластами и внеклеточным матриксом [2].

Функция

Фибробласты — наиболее распространенный тип клеток, представленный в соединительной ткани. Эти клетки производят разнообразную группу продуктов, включая коллаген типа I, III и IV, протеогликаны, фибронектин, ламинины, гликозаминогликаны, металлопротеиназы и даже простагландины.Во взрослом организме фибробласты остаются в неподвижной форме до тех пор, пока стимулы не активируют синтез белка и механизмы сокращения. Эти клетки синтезируют и реорганизуют ECM, обнаруженные в коже, легких, сердце, почках, печени, глазах и других органах. ЕСМ находится в постоянной связи с окружающими клетками, поскольку фибробласты могут секретировать и отвечать как на аутокринные, так и на паракринные сигналы. [3] [4] Реорганизация матрикса происходит в результате процесса деградации и сшивания ферментов, продуцируемых фибробластами, которые активируются и регулируются провоспалительными цитокинами и факторами роста.Факторы роста транскрипции альфа и бета (TGF-A и TGF-B), фактор роста тромбоцитов (PDGF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), эпидермальный фактор роста (EGF) и фактор некроза опухоли (TNF) все участвуют в регуляции фибробластов. [5]

Фибробласты — это разнообразная группа клеток. В пределах одной системы органов может быть большое разнообразие функций. Внутри покровов дермальные фибробласты в разных местах играют разные роли. Поверхностно расположенная линия включает формирование волосяного фолликула и отвечает за реэпителизацию во время заживления ран; более глубокая линия отвечает за генерацию ECM.[4] Фибробласты известны своей пластичностью; адипоциты, перициты, эндотелиальные и эпителиальные клетки, также известные как терминально дифференцированные клетки, могут де-дифференцироваться в фибробласты. [6] Стимуляция фибробластов дополнительно увеличивает восприимчивость к эпигенетическим модификациям. Способность фибробластов к трансформации частично обусловлена ​​разнообразием рецепторов адгезии на поверхности клетки (интегрины, синдеканы, кадгерины), которые облегчают связь фибробластов с окружающей средой. Одна из этих хорошо описанных трансформаций фибробластов — это трансформация фибробластов в миофибробласты.[7] Миофибробласты присутствуют как в здоровых, так и в патологических тканях и содержат элементы фибробластов и гладкомышечных клеток. [3] Эти клетки работают вместе с эндотелиальными клетками сосудов, образуя грануляционную ткань во время заживления ран.

Подготовка ткани

Для микроскопического анализа фибробластов необходимо получить подходящие образцы. Конкретный тип ткани получается методами, зависящими от органа и глубины, необходимой для точного образца ткани. Обычными подходами являются эксцизионные хирургические образцы, пункционная биопсия, биопсия после бритья и центральная биопсия.Образцы тканей деликатны, поэтому их необходимо консервировать для получения тонких срезов. Первый метод сохранения может заключаться в использовании криостата, который быстро замораживает ткани и разрезает замороженные срезы. Второй метод включает в себя первоначальную фиксацию или сохранение ткани в формалине для поддержания ее в «естественном» состоянии, обработку ткани (обычно путем добавления спирта для обезвоживания образца), заливку образца в парафин и, наконец, нарезку срезов. срезы (часто с помощью микротома-аппарата).

Гистохимия и цитохимия

Иммуногистохимическое окрашивание не дало результатов в различении фибробластов из-за отсутствия маркеров, специфичных для фибробластов. Результатом является окрашивание нескольких клеток, специфичность которых перекрывается. Для сравнения фибробластов и миофибробластов можно использовать методы иммунофлуоресценции (IF). IF показывает экспрессию альфа-актина гладких мышц (SMA), типа актина, присутствующего в миофибробластах, но не обнаруженного в фибробластах. Идентификация белков, содержащихся исключительно в гладкомышечных клетках, таких как смоотелин, также может помочь в различении типов клеток.[2] [8]

Свет для микроскопии

Фибробласты представляют собой удлиненные дискообразные структуры, которые трудно увидеть при стандартной оценке с помощью световой микроскопии. Обычно вблизи коллагеновых волокон видно только ядро. Фибробласты обладают длинными тонкими бледно-окрашивающими отростками, которые составляют основную часть цитоплазмы клетки. Эти процессы легче визуализировать во время заживления ран, когда rER активно синтезирует новые белки для ECM. [9]

Электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия выявляет большое количество аппаратов rER и Гольджи в цитоплазме клетки.Эти органеллы увеличиваются в количестве во время заживления ран, поскольку фибробласты становятся «активированными». Легко визуализируется близкое приближение фибробластов к фибриллам коллагена. Фибробласты также могут дифференцироваться в миофибробласты, клетки, которые обладают качествами как фибробластов, так и гладкомышечных клеток. Актиновые нити миофибробластов отличают эту клетку от стандартного фибробласта (без содержания актина). Миофибробласты отличаются от гладкомышечных клеток тем, что у них отсутствует окружающая их базальная пластинка.[2]

Патофизиология

Сохранение миофибробластов в рубцовой ткани способствует образованию гипертрофических рубцов, келоидов и фиброматозов (контрактура Дюпюитрена). Миофибробласты обычно исчезают в результате апоптоза в течение второй недели заживления ран. Нарушение апоптоза миофибробластов приводит к чрезмерному синтезу матрикса и сокращению нормальной ткани. Гипертрофические рубцы, келоиды и незаживающие раны представляют собой патологический механизм заживления. Отсроченный апоптоз приводит к гипертрофии рубца.Гипертрофические рубцы возвышаются над поверхностью, не выходят за границы раны и со временем могут медленно регрессировать. Келоидные рубцы продолжают расти за пределы краев раны и со временем расширяются [10]. Фибробласты внутри келоидов — это атипичный подтип, который становится все более пролиферативным и активирует окружающие фибробласты. Для сравнения, хронические незаживающие раны содержат фибробласты, которые перестали пролиферировать или претерпели преждевременный апоптоз с аномальной передачей сигналов цитокинов. [2]

Контрактура Дюпюитрена — это деформация кисти, при которой пальцы медленно сгибаются.Из-за неизвестной этиологии разрастание фибробластов, расположенных в виде тяжей, узелков миофибробластов и нарушение отложения коллагена вызывает деформацию руки. Фибробласты распространяют это состояние, длительно генерируя профибротические цитокины, что впоследствии приводит к активации миофибробластов и непрерывной продукции цитокинов. Патофизиология контрактуры соединительной ткани заключается не только в напряжении, создаваемом миофибробластами, но и в динамическом сокращении самого ремоделирования ВКМ.[11] [5] [12]

Клиническая значимость

Фибробласты могут регенерировать функциональную ткань. Они участвуют во всех трех стадиях заживления ран: воспалении, пролиферации клеток, отложении внеклеточного матрикса и ремоделировании. Процесс начинается с травмы, вызывающей воспалительную реакцию. Образование сгустка начинается на участке раны, образованном из фибрин-фибронектинового матрикса. Фибробласты выходят из этого каркаса, чтобы инициировать процесс отложения и ремоделирования. [6] Фибробласты перемещаются к месту травмы после хемотаксической стимуляции.Миграция фибробластов — это динамический процесс, включающий синтез ECM в проксимальном направлении и высвобождение ранее созданных дистальных структур. Коллагеназы, продуцируемые фибробластами, разрушают соседний интерстициальный матрикс и помогают в миграционном процессе. Во время миграции тяговые силы создаются параллельно вдоль ожидаемых линий напряжения [3].

Фибробласты размножаются в месте повреждения, опосредованного множеством цитокинов и факторов роста. Именно во время этой пролиферативной стадии формируется грануляционная ткань и происходит активация фибробластов.Вышеупомянутый TGF-B является одним из наиболее хорошо изученных цитокиновых медиаторов функции фибробластов. Он действует как хемотаксический агент, триггер как для пролиферации, так и для апоптоза, активатор ферментов и регулятор отложения коллагена. [5] Присутствующий в низких концентрациях, TGF-B активирует пролиферацию клеток фибробластов; Напротив, он подавляет митогенез фибробластов, когда присутствует в больших количествах. TGF-B может поступать из тромбоцитов, лейкоцитов, паренхиматозных и эпителиальных клеток или из самого фибробласта.[12] Фибробласт необходим для синтеза каркаса ECM, чтобы заменить поврежденную ткань. ЕСМ состоит в основном из коллагена, протеогликанов и гликопротеинов. В гомеостазе первичный тип коллагена, продуцируемый фибробластом, зависит от органа. Тип I преобладает в коже, I и III преобладают в интерстиции легких, печени и почек, а коллаген IV распространен в базальной альвеолярной мембране [1].

Высокое напряжение в ране, вызванное миграцией и механическим стрессом, запускает адаптивные изменения в ECM и дифференциацию фибробластов на миофибробласты, шаг, необходимый для сокращения и закрытия раны.Самого механического напряжения достаточно, чтобы частично вызвать «нервные волокна» внутри фибробласта; однако для полного перехода фенотипа необходимы дополнительные факторы. Фибробласты, содержащие ген эктодисплазина А (сплайсинговый вариант РНК фибронектина), позволяют TGF-B стимулировать выработку альфа-SMA. Повышенная альфа-SMA способствует переходу в миофибробласты. [8] [13] Кроме того, присутствие матриксной металлопротеиназы-2 достаточно для запуска дифференцировки миофибробластов.После активации миофибробласты откладывают элементы ВКМ, формируя грануляционную ткань [3].

Процесс миграции фибробластов инициирует производство напряжения. Миофибробласты производят дальнейшее сокращение через адгезионный комплекс «фибронексус», позволяющий миофибробластам соединяться с внутриклеточными микрофиламентами и ECM, опосредованными альфа-SMA и немышечным миозином. Эта активность позволяет комплексу синхронно сокращаться и закрывать рану. Фибронексус отсутствует в фибробластах.[8] [12] Исследования показали, что доля миофибробластов, присутствующих в грануляционной ткани, линейно зависит от скорости сокращения. Фибробласты могут вызывать тракцию, но именно миофибробласты вызывают сокращение. Сокращение раны также частично связано с укорочением коллагена. ECM грануляционной ткани модифицируется металлопротеиназами, которые разрушают коллаген, протеогликаны и фибронектины. [3] Коллаген I и III типов является доминирующим в грануляционной ткани, а тип III преобладает до тех пор, пока не произойдет ремоделирование.В зрелых рубцах преобладает коллаген I типа [14]. Фиброгенез продолжается до тех пор, пока фибробласты не удаляются с участка через апоптоз. При нормальных процессах цикл заживления ран заканчивается восстановлением нормальной структуры и функций тканей. Когда происходит апоптоз фибробластов, это может привести к преждевременному незаживлению или замедленному заживлению. Продолжительное воспаление задерживает апоптоз и продолжает образование ВКМ. Высокое количество миофибробластов в зажившей рубцовой ткани является патологическим признаком.[3]

Рисунок

Фибробласты. Изображение предоставлено: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NIH_3T3.jpg

Ссылки

1.
Rinn JL, Bondre C, Gladstone HB, Brown PO, Chang HY. Анатомическое разграничение по позиционным вариациям в программах экспрессии генов фибробластов. PLoS Genet. 2006 июл; 2 (7): e119. [Бесплатная статья PMC: PMC1523235] [PubMed: 16895450]
2.
Дарби И.А., Лавердет Б., Бонте Ф., Десмулер А. Фибробласты и миофибробласты при заживлении ран.Clin Cosmet Investig Dermatol. 2014; 7: 301-11. [Бесплатная статья PMC: PMC4226391] [PubMed: 25395868]
3.
Darby IA, Hewitson TD. Дифференциация фибробластов при заживлении ран и фиброзе. Int Rev Cytol. 2007; 257: 143-79. [PubMed: 17280897]
4.
desJardins-Park HE, Foster DS, Longaker MT. Фибробласты и заживление ран: новости. Regen Med. 01 июля 2018; 13 (5): 491-495. [PubMed: 30062921]
5.
Триполи М., Кордова А., Москелла Ф. Обновленная информация о роли молекулярных факторов и фибробластов в патогенезе болезни Дюпюитрена.Сигнал J Cell Commun. 2016 декабрь; 10 (4): 315-330. [Бесплатная статья PMC: PMC5143316] [PubMed: 27271552]
6.
Трейси Л.Е., Минасян Р.А., Катерсон Е.Дж.. Внеклеточный матрикс и функция дермальных фибробластов в заживающей ране. Adv Wound Care (Нью-Рошель). 2016 01 марта; 5 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4779293] [PubMed: 26989578]
7.
Алкасалиас Т., Мойано-Галцеран Л., Арсениан-Хенрикссон М., Лехти К. Фибробласты в микросреде опухоли: щит или копье? Int J Mol Sci.2018 21 мая; 19 (5) [Бесплатная статья PMC: PMC5983719] [PubMed: 29883428]
8.
Томасек Дж. Дж., Габбиани Дж., Хинц Б., Шапонье С., Браун Р. А.. Миофибробласты и механорегуляция ремоделирования соединительной ткани. Nat Rev Mol Cell Biol. 2002 Май; 3 (5): 349-63. [PubMed: 11988769]
9.
MOVAT HZ, FERNANDO NV. Тонкая структура соединительной ткани. I. Фибробласт. Опыт Мол Патол. 1962 декабрь; 1: 509-34. [PubMed: 13936387]
10.
Баят А., Макгрутер Д.А., Фергюсон М.В.Рубцы на коже. BMJ. 11 января 2003 г .; 326 (7380): 88-92. [Бесплатная статья PMC: PMC1125033] [PubMed: 12521975]
11.
Лейтон Т., Нанчахал Дж. Последние достижения в понимании болезни Дюпюитрена. F1000Res. 2019; 8 [Бесплатная статья PMC: PMC6396840] [PubMed: 30854193]
12.
Трэверс Дж. Г., Камаль Ф. А., Роббинс Дж., Ютзи К. Э., Блаксолл BC. Сердечный фиброз: пробуждение фибробластов. Circ Res. 2016 18 марта; 118 (6): 1021-40. [Бесплатная статья PMC: PMC4800485] [PubMed: 26987915]
13.
Matsuzaki S, Hiratsuka T, Taniguchi M, Shingaki K, Kubo T, Kiya K, Fujiwara T, Kanazawa S., Kanematsu R, Maeda T, Takamura H, Yamada K, Miyoshi K, Hosokawa K, Tohyama M, Katayama T. Физиологический стресс ER опосредует дифференциацию фибробластов. PLoS One. 2015; 10 (4): e0123578. [Бесплатная статья PMC: PMC4416017] [PubMed: 25

8]
14.
Сюэ М., Джексон СиДжей. Реорганизация внеклеточного матрикса при заживлении ран и ее влияние на аномальные рубцы. Adv Wound Care (Нью-Рошель).2015 01 марта; 4 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4352699] [PubMed: 25785236]

Гистология, фибробласт — StatPearls — книжная полка NCBI

Введение

Фибробласт — один из наиболее распространенных типов клеток, присутствующих в строме. Он выполняет множество функций и составляет основу тканей и органов. В условиях гомеостаза эта клетка отвечает за поддержание внеклеточного матрикса (ЕСМ). Во время стресса фибробласты адаптируются к окружающей среде и обладают способностью реагировать и посылать локальные сигналы.Во время травмы фибробласт может трансформировать фенотип и синтезировать строительные блоки, необходимые для замены поврежденной ткани. Во время патологических состояний внеклеточный матрикс образуется в чрезмерных количествах, а коллаген откладывается нерегулируемым образом, что часто приводит к необратимой дисфункции органов или уродливому внешнему виду.

Проблемы, вызывающие озабоченность

В данной статье рассматривается гистология клетки фибробластов. Хотя эта клетка присутствует во многих системах органов, морфология клетки остается той же.[1] Кроме того, в статье будут изучены структура, функция, подготовка ткани, гистохимия, цитохимия, электронная микроскопия и соответствующая патофизиология с клинической корреляцией.

Структура

Фибробласты имеют мезенхимальное происхождение и имеют удлиненное веретено или звездчатую форму с множеством цитоплазматических выступов. Внутри цитоплазмы имеется множество шероховатой эндоплазматической сети (rER) и большой аппарат Гольджи. Миофибробласты выглядят так же, как фибробласты и гладкомышечные клетки, с дополнительными отличительными чертами складок ядерных мембран и длинных скоплений микрофиламентов, соединяющихся с окружающими миофибробластами и внеклеточным матриксом.[2]

Функция

Фибробласты являются наиболее распространенным типом клеток, представленным в соединительной ткани. Эти клетки производят разнообразную группу продуктов, включая коллаген типа I, III и IV, протеогликаны, фибронектин, ламинины, гликозаминогликаны, металлопротеиназы и даже простагландины. Во взрослом организме фибробласты остаются в неподвижной форме до тех пор, пока стимулы не активируют синтез белка и механизмы сокращения. Эти клетки синтезируют и реорганизуют ECM, обнаруженные в коже, легких, сердце, почках, печени, глазах и других органах.ЕСМ находится в постоянной связи с окружающими клетками, поскольку фибробласты могут секретировать и отвечать как на аутокринные, так и на паракринные сигналы. [3] [4] Реорганизация матрикса происходит в результате процесса деградации и сшивания ферментов, продуцируемых фибробластами, которые активируются и регулируются провоспалительными цитокинами и факторами роста. Факторы роста транскрипции альфа и бета (TGF-A и TGF-B), фактор роста тромбоцитов (PDGF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), эпидермальный фактор роста (EGF) и фактор некроза опухоли (TNF) все участвуют в регуляции фибробластов.[5]

Фибробласты представляют собой разнообразную группу клеток. В пределах одной системы органов может быть большое разнообразие функций. Внутри покровов дермальные фибробласты в разных местах играют разные роли. Поверхностно расположенная линия включает формирование волосяного фолликула и отвечает за реэпителизацию во время заживления ран; более глубокая линия отвечает за генерацию ECM. [4] Фибробласты известны своей пластичностью; адипоциты, перициты, эндотелиальные и эпителиальные клетки, также известные как терминально дифференцированные клетки, могут де-дифференцироваться в фибробласты.[6] Стимуляция фибробластов дополнительно увеличивает восприимчивость к эпигенетическим модификациям. Способность фибробластов к трансформации частично обусловлена ​​разнообразием рецепторов адгезии на поверхности клетки (интегрины, синдеканы, кадгерины), которые облегчают связь фибробластов с окружающей средой. Одна из этих хорошо описанных трансформаций фибробластов — это трансформация фибробластов в миофибробласты. [7] Миофибробласты присутствуют как в здоровых, так и в патологических тканях и содержат элементы фибробластов и гладкомышечных клеток.[3] Эти клетки работают вместе с эндотелиальными клетками сосудов, образуя грануляционную ткань во время заживления ран.

Подготовка ткани

Для микроскопического анализа фибробластов необходимо получить подходящие образцы. Конкретный тип ткани получается методами, зависящими от органа и глубины, необходимой для точного образца ткани. Обычными подходами являются эксцизионные хирургические образцы, пункционная биопсия, биопсия после бритья и центральная биопсия. Образцы тканей деликатны, поэтому их необходимо консервировать для получения тонких срезов.Первый метод сохранения может заключаться в использовании криостата, который быстро замораживает ткани и разрезает замороженные срезы. Второй метод включает в себя первоначальную фиксацию или сохранение ткани в формалине для поддержания ее в «естественном» состоянии, обработку ткани (обычно путем добавления спирта для обезвоживания образца), заливку образца в парафин и, наконец, нарезку срезов. срезы (часто с помощью микротома-аппарата).

Гистохимия и цитохимия

Иммуногистохимическое окрашивание не дало результатов в различении фибробластов из-за отсутствия маркеров, специфичных для фибробластов.Результатом является окрашивание нескольких клеток, специфичность которых перекрывается. Для сравнения фибробластов и миофибробластов можно использовать методы иммунофлуоресценции (IF). IF показывает экспрессию альфа-актина гладких мышц (SMA), типа актина, присутствующего в миофибробластах, но не обнаруженного в фибробластах. Идентификация белков, содержащихся исключительно в гладкомышечных клетках, таких как смоотелин, также может помочь в различении типов клеток. [2] [8]

Свет для микроскопии

Фибробласты представляют собой удлиненные дискообразные структуры, которые трудно увидеть при стандартной оценке с помощью световой микроскопии.Обычно вблизи коллагеновых волокон видно только ядро. Фибробласты обладают длинными тонкими бледно-окрашивающими отростками, которые составляют основную часть цитоплазмы клетки. Эти процессы легче визуализировать во время заживления ран, когда rER активно синтезирует новые белки для ECM. [9]

Электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия выявляет большое количество аппаратов rER и Гольджи в цитоплазме клетки. Эти органеллы увеличиваются в количестве во время заживления ран, поскольку фибробласты становятся «активированными».«Близкое сближение фибробластов с коллагеновыми фибриллами легко визуализировать. Фибробласты также могут дифференцироваться в миофибробласты, клетки, обладающие качествами как фибробластов, так и гладкомышечных клеток. Актиновые филаменты миофибробластов отличают эту клетку от стандартного фибробласта (без содержания актина) Миофибробласты отличаются от гладкомышечных клеток тем, что у них отсутствует окружающая их базальная пластинка. [2]

Патофизиология

Сохранение миофибробластов в рубцовой ткани способствует образованию гипертрофических рубцов, келоидов и фиброматозов (контрактура Дюпюитрена).Миофибробласты обычно исчезают в результате апоптоза в течение второй недели заживления ран. Нарушение апоптоза миофибробластов приводит к чрезмерному синтезу матрикса и сокращению нормальной ткани. Гипертрофические рубцы, келоиды и незаживающие раны представляют собой патологический механизм заживления. Отсроченный апоптоз приводит к гипертрофии рубца. Гипертрофические рубцы возвышаются над поверхностью, не выходят за границы раны и со временем могут медленно регрессировать. Келоидные рубцы продолжают расти за пределы краев раны и со временем расширяются.[10] Фибробласты внутри келоидов — это атипичный подтип, который становится все более пролиферативным и активирует окружающие фибробласты. Для сравнения, хронические незаживающие раны содержат фибробласты, которые перестали пролиферировать или претерпели преждевременный апоптоз с аномальной передачей сигналов цитокинов. [2]

Контрактура Дюпюитрена — это деформация кисти, при которой пальцы медленно сгибаются. Из-за неизвестной этиологии разрастание фибробластов, расположенных в виде тяжей, узелков миофибробластов и нарушение отложения коллагена вызывает деформацию руки.Фибробласты распространяют это состояние, длительно генерируя профибротические цитокины, что впоследствии приводит к активации миофибробластов и непрерывной продукции цитокинов. Патофизиология контрактуры соединительной ткани лежит не только в напряжении, создаваемом миофибробластами, а также в динамическом укорочении самого ремоделирования внеклеточного матрикса. [11] [5] [12]

Клиническая значимость

Фибробласты могут регенерировать функциональную ткань. Они участвуют во всех трех стадиях заживления ран: воспалении, пролиферации клеток, отложении внеклеточного матрикса и ремоделировании.Процесс начинается с травмы, вызывающей воспалительную реакцию. Образование сгустка начинается на участке раны, образованном из фибрин-фибронектинового матрикса. Фибробласты выходят из этого каркаса, чтобы инициировать процесс отложения и ремоделирования. [6] Фибробласты перемещаются к месту травмы после хемотаксической стимуляции. Миграция фибробластов — это динамический процесс, включающий синтез ECM в проксимальном направлении и высвобождение ранее созданных дистальных структур. Коллагеназы, продуцируемые фибробластами, разрушают соседний интерстициальный матрикс и помогают в миграционном процессе.Во время миграции тяговые силы создаются параллельно вдоль ожидаемых линий напряжения [3].

Фибробласты размножаются в месте повреждения, опосредованного множеством цитокинов и факторов роста. Именно во время этой пролиферативной стадии формируется грануляционная ткань и происходит активация фибробластов. Вышеупомянутый TGF-B является одним из наиболее хорошо изученных цитокиновых медиаторов функции фибробластов. Он действует как хемотаксический агент, триггер как для пролиферации, так и для апоптоза, активатор ферментов и регулятор отложения коллагена.[5] Присутствующий в низких концентрациях, TGF-B активирует пролиферацию клеток фибробластов; Напротив, он подавляет митогенез фибробластов, когда присутствует в больших количествах. TGF-B может поступать из тромбоцитов, лейкоцитов, паренхиматозных и эпителиальных клеток или из самого фибробласта. [12] Фибробласт необходим для синтеза каркаса ECM для замены поврежденной ткани. ЕСМ состоит в основном из коллагена, протеогликанов и гликопротеинов. В гомеостазе первичный тип коллагена, продуцируемый фибробластом, зависит от органа.Тип I преобладает в коже, I и III преобладают в интерстиции легких, печени и почек, а коллаген IV распространен в базальной альвеолярной мембране [1].

Высокое напряжение в ране, вызванное миграцией и механическим стрессом, запускает адаптивные изменения в ECM и дифференциацию фибробластов на миофибробласты, шаг, необходимый для сокращения и закрытия раны. Самого механического напряжения достаточно, чтобы частично вызвать «нервные волокна» внутри фибробласта; однако для полного перехода фенотипа необходимы дополнительные факторы.Фибробласты, содержащие ген эктодисплазина А (сплайсинговый вариант РНК фибронектина), позволяют TGF-B стимулировать выработку альфа-SMA. Повышенная альфа-SMA способствует переходу в миофибробласты. [8] [13] Кроме того, присутствие матриксной металлопротеиназы-2 достаточно для запуска дифференцировки миофибробластов. После активации миофибробласты откладывают элементы ВКМ, формируя грануляционную ткань [3].

Процесс миграции фибробластов инициирует производство напряжения.Миофибробласты производят дальнейшее сокращение через адгезионный комплекс «фибронексус», позволяющий миофибробластам соединяться с внутриклеточными микрофиламентами и ECM, опосредованными альфа-SMA и немышечным миозином. Эта активность позволяет комплексу синхронно сокращаться и закрывать рану. Фибронексус отсутствует в фибробластах. [8] [12] Исследования показали, что доля миофибробластов, присутствующих в грануляционной ткани, линейно зависит от скорости сокращения. Фибробласты могут вызывать тракцию, но именно миофибробласты вызывают сокращение.Сокращение раны также частично связано с укорочением коллагена. ECM грануляционной ткани модифицируется металлопротеиназами, которые разрушают коллаген, протеогликаны и фибронектины. [3] Коллаген I и III типов является доминирующим в грануляционной ткани, а тип III преобладает до тех пор, пока не произойдет ремоделирование. В зрелых рубцах преобладает коллаген I типа [14]. Фиброгенез продолжается до тех пор, пока фибробласты не удаляются с участка через апоптоз. При нормальных процессах цикл заживления ран заканчивается восстановлением нормальной структуры и функций тканей.Когда происходит апоптоз фибробластов, это может привести к преждевременному незаживлению или замедленному заживлению. Продолжительное воспаление задерживает апоптоз и продолжает образование ВКМ. Высокое количество миофибробластов в зажившей рубцовой ткани является патологическим признаком. [3]

Рисунок

Фибробласты. Изображение предоставлено: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NIH_3T3.jpg

Ссылки

1.
Rinn JL, Bondre C, Gladstone HB, Brown PO, Chang HY. Анатомическое разграничение по позиционным вариациям в программах экспрессии генов фибробластов.PLoS Genet. 2006 июл; 2 (7): e119. [Бесплатная статья PMC: PMC1523235] [PubMed: 16895450]
2.
Дарби И.А., Лавердет Б., Бонте Ф., Десмулер А. Фибробласты и миофибробласты при заживлении ран. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2014; 7: 301-11. [Бесплатная статья PMC: PMC4226391] [PubMed: 25395868]
3.
Darby IA, Hewitson TD. Дифференциация фибробластов при заживлении ран и фиброзе. Int Rev Cytol. 2007; 257: 143-79. [PubMed: 17280897]
4.
desJardins-Park HE, Foster DS, Longaker MT.Фибробласты и заживление ран: новости. Regen Med. 01 июля 2018; 13 (5): 491-495. [PubMed: 30062921]
5.
Триполи М., Кордова А., Москелла Ф. Обновленная информация о роли молекулярных факторов и фибробластов в патогенезе болезни Дюпюитрена. Сигнал J Cell Commun. 2016 декабрь; 10 (4): 315-330. [Бесплатная статья PMC: PMC5143316] [PubMed: 27271552]
6.
Трейси Л.Е., Минасян Р.А., Катерсон Е.Дж.. Внеклеточный матрикс и функция дермальных фибробластов в заживающей ране. Adv Wound Care (Нью-Рошель).2016 01 марта; 5 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4779293] [PubMed: 26989578]
7.
Алкасалиас Т., Мойано-Галцеран Л., Арсениан-Хенрикссон М., Лехти К. Фибробласты в микросреде опухоли: щит или копье? Int J Mol Sci. 2018 21 мая; 19 (5) [Бесплатная статья PMC: PMC5983719] [PubMed: 29883428]
8.
Томасек Дж. Дж., Габбиани Дж., Хинц Б., Шапонье С., Браун Р. А.. Миофибробласты и механорегуляция ремоделирования соединительной ткани. Nat Rev Mol Cell Biol. 2002 Май; 3 (5): 349-63.[PubMed: 11988769]
9.
MOVAT HZ, FERNANDO NV. Тонкая структура соединительной ткани. I. Фибробласт. Опыт Мол Патол. 1962 декабрь; 1: 509-34. [PubMed: 13936387]
10.
Баят А., Макгрутер Д.А., Фергюсон М.В. Рубцы на коже. BMJ. 11 января 2003 г .; 326 (7380): 88-92. [Бесплатная статья PMC: PMC1125033] [PubMed: 12521975]
11.
Лейтон Т., Нанчахал Дж. Последние достижения в понимании болезни Дюпюитрена. F1000Res. 2019; 8 [Бесплатная статья PMC: PMC6396840] [PubMed: 30854193]
12.
Трэверс Дж. Г., Камаль Ф. А., Роббинс Дж., Ютзи К. Э., Блаксолл BC. Сердечный фиброз: пробуждение фибробластов. Circ Res. 2016 18 марта; 118 (6): 1021-40. [Бесплатная статья PMC: PMC4800485] [PubMed: 26987915]
13.
Мацудзаки С., Хирацука Т., Танигути М., Шингаки К., Кубо Т., Кия К., Фудзивара Т., Канадзава С., Канемацу Р., Маеда Т., Такамура Х. , Ямада К., Миёси К., Хосокава К., Тохьяма М., Катаяма Т. Физиологический стресс ER опосредует дифференциацию фибробластов. PLoS One. 2015; 10 (4): e0123578.[Бесплатная статья PMC: PMC4416017] [PubMed: 25

8]
14.
Сюэ М., Джексон СиДжей. Реорганизация внеклеточного матрикса при заживлении ран и ее влияние на аномальные рубцы. Adv Wound Care (Нью-Рошель). 2015 01 марта; 4 (3): 119-136. [Бесплатная статья PMC: PMC4352699] [PubMed: 25785236]

Биология и функция фибробластов при раке

  • 1

    Ханахан, Д. и Вайнберг, Р. А. Признаки рака: следующее поколение. Cell 144 , 646–674 (2011). Всесторонний обзор рака.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 2

    Роннов-Джессен, Л., Петерсен, О. В. и Бисселл, М. Дж. Клеточные изменения, участвующие в преобразовании нормальной груди в злокачественную: важность стромальной реакции. Physiol. Ред. 76 , 69–125 (1996).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 3

    Вонг, С.И Каллури, Р. Роль стромального миофибробласта и внеклеточного матрикса в ангиогенезе опухоли. Гены рака 2 , 1139–1145 (2011).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 4

    Перепел, Д. Ф. и Джойс, Дж. А. Регуляция микроокружающей среды опухоли прогрессирования и метастазирования. Нац. Med. 19 , 1423–1437 (2013). Хороший обзор микросреды опухоли.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 5

    Каллури Р. Базальные мембраны: структура, сборка и роль в ангиогенезе опухоли. Нац. Rev. Cancer 3 , 422–433 (2003).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 6

    Ханахан, Д. и Кусенс, Л. М. Соучастники преступления: функции клеток, задействованных в микросреде опухоли. Cancer Cell 21 , 309–322 (2012).

    CAS Статья Google Scholar

  • 7

    Пьетрас, К. и Остман, А. Признаки рака: взаимодействие со стромой опухоли. Exp. Cell Res. 316 , 1324–1331 (2010).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 8

    Bhowmick, N.A. et al. Передача сигналов TGF-β в фибробластах модулирует онкогенный потенциал соседнего эпителия. Наука 303 , 848–851 (2004).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 9

    Lujambio, A. et al. Неклеточно-автономное подавление опухоли с помощью p53. Cell 153 , 449–460 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 10

    Куссенс, Л. М. и Верб, З. Воспаление и рак. Nature 420 , 860–867 (2002).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 11

    Каллури Р. и Зейсберг М. Фибробласты при раке. Нац. Rev. Cancer 6 , 392–401 (2006).

    CAS Google Scholar

  • 12

    Ohlund, D., Elyada, E. & Tuveson, D. Неоднородность фибробластов в раковой ране. J. Exp. Med. 211 , 1503–1523 (2014). Обзор CAF и их вероятной неоднородности.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 13

    Марш Т., Пьетрас К. и Макаллистер С.С. Фибробласты как архитекторы патогенеза рака. Biochim. Биофиз. Acta 1832 , 1070–1078 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 14

    Остман, А.И Аугстен М. Связанные с раком фибробласты и рост опухоли — свидетели превращаются в ключевых игроков. Curr. Opin. Genet. Dev. 19 , 67–73 (2009).

    PubMed Google Scholar

  • 15

    Тампе Б. и Зейсберг М. Вклад генетики и эпигенетики в прогрессирование фиброза почек. Нефрол. Набирать номер. Транспл. 29 (Приложение 4), iv72 – iv79 (2013).

    Google Scholar

  • 16

    Zeisberg, E.М. и Зейсберг, М. Роль гиперметилирования промотора в активации фибробластов и фиброгенезе. J. Pathol. 229 , 264–273 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 17

    Micallef, L. et al. Миофибробласты множественного происхождения, играющие важную роль в восстановлении нормальных и патологических тканей. Восстановление тканей фиброгенеза 5 , S5 (2012).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 18

    Роннов-Йессен, Л.& Петерсен, О. В. Индукция α-актина гладких мышц путем преобразования фактора роста β1 в покоящихся фибробластах молочной железы человека. Последствия образования миофибробластов при неоплазии молочной железы. Lab. Вкладывать деньги. 68 , 696–707 (1993).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 19

    Paunescu, V. et al. Связанные с опухолью фибробласты и мезенхимальные стволовые клетки: сходства больше, чем различий. J. Cell. Мол. Med. 15 , 635–646 (2011). Комплексный сравнительный анализ MSC и CAF.

    CAS PubMed Google Scholar

  • 20

    Саппино, А. П., Скалли, О., Джексон, Б., Шурч, В. и Габбиани, Г. Гладкомышечная дифференцировка в стромальных клетках злокачественных и доброкачественных тканей молочной железы. Внутр. J. Cancer 41 , 707–712 (1988).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 21

    Пауэлл Д.W. et al. Миофибробласты. I. Паракринные клетки важны для здоровья и болезней. Am. J. Physiol. 277 , C1 – C9 (1999).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 22

    LeBleu, V. S. et al. Происхождение и функция миофибробластов при фиброзе почек. Нац. Med. 19 , 1047–1053 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 23

    Цейсберг, М., Strutz, F. & Muller, G.A. Роль активации фибробластов в индукции интерстициального фиброза. J. Nephrol. 13 (Дополнение 3), S111 – S120 (2000).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 24

    Desmouliere, A., Darby, I. A. & Gabbiani, G. Нормальное и патологическое ремоделирование мягких тканей: роль миофибробластов, с особым акцентом на фиброз печени и почек. Lab. Вкладывать деньги. 83 , 1689–1707 (2003).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 25

    Ладжинесс, Дж. Д. и Конвей, С. Дж. Динамическая роль сердечных фибробластов в развитии и заболевании. J. Cardiovasc. Перевод Рез. 5 , 739–748 (2012).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 26

    Дворжак, Х.Ф. Опухоли: незаживающие раны. Сходства между образованием стромы опухоли и заживлением ран. N. Engl. J. Med. 315 , 1650–1659 (1986).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 27

    Монако, Дж. Л. и Лоуренс, В. Т. Обзор острого заживления ран. Clin. Пласт. Surg. 30 , 1–12 (2003).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 28

    Гуртнер, Г. К., Вернер, С., Баррандон, Ю. и Лонгакер, М.Т. Ремонт и регенерация ран. Nature 453 , 314–321 (2008).

    CAS Google Scholar

  • 29

    Bliss, L.A. et al. Использование посмертной твердой мозговой оболочки человека и кожи головы для получения культур человеческих фибробластов. PLoS One 7 , e45282 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 30

    Вирхов, Р. Die Cellularpathologie in lhrer Begruendung auf Physiologische und Pathologische Gewebelehre (изд. Hirschwald, A.) (Берлин, 1858).

    Google Scholar

  • 31

    Duvall, M. Atlas d’Embryologie . (изд. Masson, G.) (Париж, 1879).

    Google Scholar

  • 32

    Тарин Д. и Крофт К. Б. Ультраструктурные особенности заживления ран на коже мыши. Дж.Анат. 105 , 189–190 (1969).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 33

    Габбиани Г., Райан Г. Б. и Майн Г. Присутствие модифицированных фибробластов в грануляционной ткани и их возможная роль в сокращении раны. Experientia 27 , 549–550 (1971).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 34

    Дарби, И.А., Лавердет Б., Бонт Ф. и Десмульер А. Фибробласты и миофибробласты при заживлении ран. Clin. Космет. Расследуйтесь. Дерматол. 7 , 301–311 (2014).

    Google Scholar

  • 35

    Кастор К. В., Уилсон С. М., Хейсс П. Р. и Зейдман Дж. С. Активация клеток соединительной ткани легких in vitro . Am. Преподобный Респир. Дис. 120 , 101–106 (1979).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 36

    Мюллер, Г.А. и Родеманн, Х. П. Характеристика почечных фибробластов человека в состоянии здоровья и болезни: I. Иммунофенотипирование культивируемых эпителиальных клеток канальцев и фибробластов, полученных из почек с гистологически подтвержденным интерстициальным фиброзом. Am. J. Kidney Dis. 17 , 680–683 (1991).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 37

    Tomasek, J. J., Gabbiani, G., Hinz, B., Chaponnier, C. & Brown, R.А. Миофибробласты и механорегуляция ремоделирования соединительной ткани. Нац. Rev. Mol. Cell Biol. 3 , 349–363 (2002).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 38

    Parsonage, G. et al. Код стромального адреса, определяемый фибробластами. Trends Immunol. 26 , 150–156 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 39

    Карнуб, А.E. et al. Мезенхимальные стволовые клетки в строме опухоли способствуют метастазированию рака груди. Nature 449 , 557–563 (2007). Исследование, показывающее, что CCL5, полученный из МСК, усиливает метастазирование рака груди.

    CAS PubMed Google Scholar

  • 40

    Quante, M. et al. Миофибробласты костного мозга вносят вклад в нишу мезенхимальных стволовых клеток и способствуют росту опухоли. Cancer Cell 19 , 257–272 (2011). Исследование, показывающее, что происходящие из МСК CAF способствуют индуцированному воспалением прогрессированию рака желудка и характеризуются глобальным гипометилированием ДНК и повышенной экспрессией IL-6, WNT5A и костного морфогенетического белка 4 (BMP4).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 41

    Xu, J. et al. Вклад фиброцитов костного мозга в фиброз печени. Гепатобилиарная хирургия. Nutr. 4 , 34–47 (2015).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 42

    Raab, S., Klingenstein, M., Liebau, S. & Linta, L.A. Сравнительный взгляд на источники соматических клеток человека для генерации ИПСК. Stem Cells Int. 2014 , 768391 (2014).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 43

    Lorenz, K. et al. Потенциал многолинейной дифференцировки фибробластов кожи человека. Exp. Дерматол. 17 , 925–932 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 44

    Мияке Т. и Каллури Р. Биология сердца: пластичность клеток помогает сердцу восстанавливаться. Природа 514 , 575–576 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 45

    Убил Э. и др. Мезенхимально-эндотелиальный переход способствует неоваскуляризации сердца. Nature 514 , 585–590 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 46

    Шрирам Г., Бильярди П. Л. и Биглиарди-Ци М. Гетерогенность фибробластов и ее значение для разработки органотипических моделей кожи in vitro. Eur. J. Cell Biol. 94 , 483–512 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 47

    Дрискелл, Р.Р. и Ватт, Ф. М. Понимание неоднородности фибробластов в коже. Trends Cell Biol. 25 , 92–99 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 48

    Родеманн, Х. П. и Мюллер, Г. А. Характеристика почечных фибробластов человека в состоянии здоровья и болезни: II. Рост, дифференцировка и синтез коллагена фибробластов из почек с интерстициальным фиброзом in vitro. Am.J. Kidney Dis. 17 , 684–686 (1991).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 49

    Simian, M. et al. Взаимодействие матриксных металлопротеиназ, морфогенов и факторов роста необходимо для разветвления эпителиальных клеток молочной железы. Разработка 128 , 3117–3131 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 50

    Уайзман, Б.С. и Верб, З. Стромальные эффекты на развитие молочной железы и рак груди. Наука 296 , 1046–1049 (2002).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 51

    Дрискелл, Р. Р. и др. Четкие клоны фибробластов определяют архитектуру дермы в развитии и восстановлении кожи. Природа 504 , 277–281 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 52

    Dulauroy, S., Ди Карло, С. Е., Ланга, Ф., Эберл, Г. и Педуто, Л. Отслеживание происхождения и генетическое удаление периваскулярных клеток ADAM12 + позволяет идентифицировать основной источник профибротических клеток во время острого повреждения ткани. Нац. Med. 18 , 1262–1270 (2012).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 53

    Hamburg-Shields, E., DiNuoscio, GJ, Mullin, NK, Lafyatis, R. & Atit, RP Устойчивая активность β-катенина в дермальных фибробластах способствует фиброзу за счет усиления экспрессии генов, кодирующих белок внеклеточного матрикса . J. Pathol. 235 , 686–697 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 54

    Rock, J. R. et al. Множественные популяции стромы способствуют легочному фиброзу без доказательств перехода эпителия в мезенхиму. Proc. Natl Acad. Sci. США 108 , E1475 – E1483 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 55

    Де Вевер, О., Van Bockstal, M., Mareel, M., Hendrix, A. & Bracke, M. Фибробласты, ассоциированные с карциномой, обеспечивают операционную гибкость при метастазировании. Семин. Cancer Biol. 25 , 33–46 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 56

    Dumont, N. et al. Фибробласты груди модулируют раннее распространение, туморогенез и метастазирование за счет изменения характеристик внеклеточного матрикса. Неоплазия 15 , 249–262 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 57

    Райан, Г. Б. и др. Миофибробласты в бессосудистой фиброзной ткани. Lab. Вкладывать деньги. 29 , 197–206 (1973).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 58

    Райан, Г. Б. и др. Миофибробласты в грануляционной ткани человека. Гум. Патол. 5 , 55–67 (1974).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 59

    Tsukada, T., McNutt, M. A., Ross, R. & Gown, A. M. HHF35, моноклональное антитело, специфичное для мышечного актина. II. Реактивность в нормальных, реактивных и опухолевых тканях человека. Am. J. Pathol. 127 , 389–402 (1987).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 60

    Щор, С.Л., Шор, А. М., Грей, А. М. и Раштон, Г. Фибробласты плода и больных раком продуцируют аутокринный фактор, стимулирующий миграцию, а не нормальные взрослые клетки. J. Cell Sci. 90 , 391–399 (1988).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 61

    Durning, P., Schor, S. L. & Sellwood, R.A. Фибробласты пациентов с раком груди демонстрируют аномальное миграционное поведение in vitro . Lancet 2 , 890–892 (1984).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 62

    Эленбаас Б. и Вайнберг Р. А. Гетеротипическая передача сигналов между эпителиальными опухолевыми клетками и фибробластами при образовании карциномы. Exp. Cell Res. 264 , 169–184 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 63

    Лор, М.и другие. Трансформирующий фактор роста-β1 вызывает десмоплазию в экспериментальной модели карциномы поджелудочной железы человека. Cancer Res. 61 , 550–555 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 64

    Aoyagi, Y. et al. Сверхэкспрессия TGF-β инфильтрированными гранулоцитами коррелирует с экспрессией мРНК коллагена при раке поджелудочной железы. Br. J. Cancer 91 , 1316–1326 (2004).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 65

    Ishii, G., Ochiai, A. & Neri, S. Фенотипическая и функциональная гетерогенность связанных с раком фибробластов в микроокружении опухоли. Adv. Доставка лекарств Ред. 99 , 186–196 (2015).

    Google Scholar

  • 66

    Bronzert, D. A. et al. Синтез и секреция тромбоцитарного фактора роста клеточными линиями рака груди человека. Proc. Natl Acad. Sci. USA 84 , 5763–5767 (1987).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 67

    Ханахан Д. и Вайнберг Р. А. Признаки рака. Cell 100 , 57–70 (2000).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 68

    Дворжак, Х. Ф., Форма, Д. М., Мансо, Э.Дж. И Смит, Б. Д. Патогенез десмоплазии. I. Иммунофлуоресцентная идентификация и локализация некоторых структурных белков опухолей морских свинок линии 1 и линии 10 и заживающих ран. J. Natl Cancer Inst. 73 , 1195–1205 (1984).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 69

    Фолкман, Дж. И Каллури, Р. Рак без болезней. Природа 427 , 787 (2004). Концептуальная статья, предлагающая сдерживающие рак действия десмоплазии и что рак может существовать, не приводя к клиническому заболеванию.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 70

    Поляк К. и Каллури Р. Роль микросреды в развитии молочной железы и раке. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. 2 , a003244 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 71

    Эрез, Н., Truitt, M., Olson, P., Arron, S.T. & Hanahan, D. Связанные с раком фибробласты активируются в зарождающейся неоплазии, чтобы управлять воспалением, стимулирующим опухоль, NF-κB-зависимым образом. Cancer Cell 17 , 135–147 (2010). Интересное исследование, показывающее, что CAFs приобретают программу экспрессии провоспалительных генов на ранних стадиях неоплазии.

    CAS PubMed Google Scholar

  • 72

    Дольберг, Д.S., Hollingsworth, R., Hertle, M. & Bissell, M. J. Ранение и его роль в опосредованном RSV образовании опухолей. Science 230 , 676–678 (1985).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 73

    Schuh, A.C., Китинг, С.Дж., Монтекларо, Ф.С., Фогт, П.К. и Брейтман, М.Л. Обязательные требования к ранению для канцерогенеза у трансгенных мышей v-jun. Nature 346 , 756–760 (1990).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 74

    Li, J. et al. Идиопатический фиброз легких увеличивает риск рака легких. Китайская мед. J. 127 , 3142–3149 (2014).

    Google Scholar

  • 75

    Park, J. et al. Рак легкого у пациентов с идиопатическим фиброзом легких. Eur. Респир. J. 17 , 1216–1219 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 76

    Самет, Дж. М. Повышает ли идиопатический фиброз легких риск рака легких? Am. J. Respir. Крит. Care Med. 161 , 1-2 (2000).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 77

    Sangiovanni, A. et al. Повышение выживаемости пациентов с циррозом и гепатоцеллюлярной карциномой, обнаруженной во время наблюдения. Гастроэнтерология 126 , 1005–1014 (2004).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 78

    Wang, H. M. et al. Измерение жесткости печени как альтернатива фиброзной стадии в оценке риска развития гепатоцеллюлярной карциномы у пациентов с хроническим гепатитом С. Liver Int. 33 , 756–761 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 79

    Фукумура, Д.и другие. Опухолевая индукция активности промотора VEGF в стромальных клетках. Cell 94 , 715–725 (1998).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 80

    Brown, L. F. et al. Формирование сосудистой стромы при карциноме in situ , инвазивной карциноме и метастатической карциноме груди. Clin. Cancer Res. 5 , 1041–1056 (1999).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 81

    Фенг, Д.и другие. Ультраструктурная локализация рецептора-2 фактора проницаемости сосудов / фактора роста эндотелия сосудов (VPF / VEGF) (FLK-1, KDR) в нормальной почке мыши и в сверхпроницаемых сосудах, индуцированных опухолями, экспрессирующими VPF / VEGF, и аденовирусными векторами. J. Histochem. Cytochem. 48 , 545–556 (2000).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 82

    Леунг Д. В., Качианес Г., Куанг В.J., Goeddel, D. V. & Ferrara, N. Фактор роста эндотелия сосудов представляет собой секретируемый ангиогенный митоген. Наука 246 , 1306–1309 (1989).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 83

    Джуссани, М., Мерлино, Г., Каппеллетти, В., Тальябу, Э. и Дайдон, М. Г. Взаимодействия опухоли и внеклеточного матрикса: идентификация инструментов, связанных с прогрессированием рака груди. Семин. Cancer Biol. 35 , 3–10 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 84

    Чике-Эрисманн, Р., Маки, Э. Дж., Пирсон, С. А. и Сакакура, Т. Тенасцин: белок внеклеточного матрикса, участвующий во взаимодействии тканей во время развития плода и онкогенеза. Cell 47 , 131–139 (1986).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 85

    Маки, Э.J. et al. Тенасцин является стромальным маркером злокачественного новообразования эпителия молочной железы. Proc. Natl Acad. Sci. USA 84 , 4621–4625 (1987).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 86

    Кютоку, М. и др. Роль периостина в прогрессировании рака и метастазировании: ингибирование прогрессирования и метастазирования рака груди с помощью антител против периостина на мышиной модели. Внутр. J. Mol. Med. 28 , 181–186 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 87

    Руан К., Бао С. и Оуян Г. Многогранная роль периостина в онкогенезе. Ячейка. Мол. Life Sci. 66 , 2219–2230 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 88

    Abdollahi, A. et al. Подавление передачи сигналов тромбоцитарного фактора роста ослабляет фиброз легких. J. Exp. Med. 201 , 925–935 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 89

    Пьетрас К., Палер Дж., Бергерс Г. и Ханахан Д. Функции паракринной передачи сигналов PDGF в проангиогенной строме опухоли, выявленные с помощью фармакологического нацеливания. PLoS Med. 5 , e19 (2008).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 90

    Паулссон, Дж., Энман М. и Остман А. Рецепторы PDGF в биологии опухолей: прогностический и предсказательный потенциал. Future Oncol. 10 , 1695–1708 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 91

    Strutz, F. et al. Идентификация и характеристика маркера фибробластов: FSP1. J. Cell Biol. 130 , 393–405 (1995).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 92

    Остеррайхер, К.H. et al. Фибробласт-специфический белок 1 определяет воспалительную субпопуляцию макрофагов в печени. Proc. Natl Acad. Sci. США 108 , 308–313 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 93

    Kikuchi, N. et al. Ядерная экспрессия S100A4 связана с агрессивным поведением эпителиальной карциномы яичников: важный аутокринный / паракринный фактор в прогрессировании опухоли. Cancer Sci. 97 , 1061–1069 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 94

    Арнольд, Дж. Н., Магиера, Л., Краман, М. и Фирон, Д. Т. Подавление опухолевого иммунитета макрофагами, экспрессирующими протеин активации фибробластов-α и гемоксигеназу-1. Cancer Immunol. Res. 2 , 121–126 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 95

    Армулик, А., Genove, G. & Betsholtz, C. Pericytes: онтогенетические, физиологические и патологические перспективы, проблемы и перспективы. Dev. Ячейка 21 , 193–215 (2011).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 96

    Ozdemir, B.C. et al. Истощение фибробластов, связанных с карциномой, и фиброз вызывают иммуносупрессию и ускоряют развитие рака поджелудочной железы с уменьшением выживаемости. Cancer Cell 25 , 719–734 (2014). В этой статье показано, что истощение стромальных клеток α SMA + способствует формированию иммуносупрессивной опухолевой среды и усугубляет прогрессирование рака с уменьшением выживаемости.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 97

    Сугимото, Х., Мундель, Т. М., Киран, М. В. и Каллури, Р. Идентификация гетерогенности фибробластов в микроокружении опухоли. Cancer Biol. Ther. 5 , 1640–1646 (2006).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 98

    Guido, C. et al. Метаболическое перепрограммирование ассоциированных с раком фибробластов с помощью TGF-β стимулирует рост опухоли: связывая передачу сигналов TGF-β с метаболизмом «варбург-подобного» рака и производством L-лактата. Cell Cycle 11 , 3019–3035 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 99

    Симпкинс, С.А., Хэнби, А. М., Холлидей, Д. Л. и Спейрс, В. Клиническое и функциональное значение потери экспрессии кавеолина-1 в фибробластах, связанных с раком груди. J. Pathol. 227 , 490–498 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 100

    Goetz, J. G. et al. Биомеханическое ремоделирование микросреды с помощью стромального кавеолина-1 способствует инвазии опухоли и метастазированию. Cell 146 , 148–163 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 101

    Li, P. et al. Эпигенетическое подавление микроРНК-149 в связанных с раком фибробластах опосредует передачу сигналов простагландина E2 / интерлейкина-6 в микроокружении опухоли. Cell Res. 25 , 588–603 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 102

    Мразек, А.A. et al. Фибробласты, ассоциированные с колоректальным раком, генотипически различаются. Curr. Рак Тер. Ред. 10 , 97–218 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 103

    Hu, M. et al. Отчетливые эпигенетические изменения в стромальных клетках рака груди. Нац. Genet. 37 , 899–905 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 104

    Bechtel, W.и другие. Метилирование определяет активацию фибробластов и фиброгенез в почках. Нац. Med. 16 , 544–550 (2010). Первое исследование, посвященное эпигенетическому контролю активации фибробластов.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 105

    Huang, S.K. et al. Модификации гистонов ответственны за снижение экспрессии Fas и устойчивость к апоптозу в фиброзных фибробластах легких. Cell Death Dis. 4 , e621 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 106

    He, Z. et al. Эпигенетическая регуляция экспрессии гена Thy 1 путем модификации гистонов участвует в индуцированной липополисахаридом пролиферации фибробластов легких. J. Cell. Мол. Med. 17 , 160–167 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 107

    Робинсон, К.М., Нари, Р., Левендейл, А., Уотсон, К. Дж. И Боуг, Дж. А. Гипоксия-индуцированное гиперметилирование ДНК в легочных фибробластах человека связано с метилированием промотора Thy-1 и развитием профибротического фенотипа. Респир. Res. 13 , 74 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 108

    Zong, Y. et al. Стромальная эпигенетическая дисрегуляция достаточна, чтобы инициировать рак простаты мышей посредством паракринной передачи сигналов Wnt. Proc. Natl Acad. Sci. США 109 , E3395 – E3404 (2012). Это исследование показывает, что избыточная экспрессия ремоделлера хроматина HMGA2 в строме инициирует неоплазию эпителия простаты.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 109

    Albrengues, J. et al. Эпигенетический переключатель приводит к превращению фибробластов в фибробласты, связанные с проинвазивным раком. Нац. Commun. 6 , 10204 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 110

    Madar, S. et al. Модулируемая экспрессия WFDC1 во время канцерогенеза и клеточного старения. Канцерогенез 30 , 20–27 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 111

    Orimo, A. et al. Стромальные фибробласты, присутствующие в инвазивных карциномах груди человека, способствуют росту опухоли и ангиогенезу за счет повышенной секреции SDF-1 / CXCL12. Cell 121 , 335–348 (2005).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 112

    Olumi, A. F. et al. Связанные с карциномой фибробласты направляют опухолевую прогрессию инициированного эпителия предстательной железы человека. Cancer Res. 59 , 5002–5011 (1999).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 113

    Диманш-Буатрель, М.T. et al. In vivo и in vitro инвазивность линии клеток рака толстой кишки крысы, поддерживающей экспрессию E-кадгерина: усиливающая роль ассоциированных с опухолью миофибробластов. Внутр. J. Cancer 56 , 512–521 (1994).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 114

    Scherz-Shouval, R. et al. Перепрограммирование стромы опухоли с помощью HSF1 является мощным фактором, способствующим развитию злокачественных новообразований. Cell 158 , 564–578 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 115

    Calvo, F. et al. Механотрансдукция и YAP-зависимое ремоделирование матрикса необходимы для образования и поддержания связанных с раком фибробластов. Нац. Cell Biol. 15 , 637–646 (2013).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 116

    Procopio, M. G. et al. Комбинированное подавление CSL и p53 способствует активации фибробластов, связанных с раком. Нац. Cell Biol. 17 , 1193–1204 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 117

    Boire, A. et al. PAR1 представляет собой рецептор матриксной металлопротеазы-1, который способствует инвазии и онкогенезу клеток рака груди. Cell 120 , 303–313 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 118

    Стетлер-Стивенсон, В.Г., Азнавурян, С. и Лиотта, Л. А. Взаимодействие опухолевых клеток с внеклеточным матриксом во время инвазии и метастазирования. Annu. Rev. Cell Biol. 9 , 541–573 (1993).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 119

    Sternlicht, M. D. et al. Стромальная протеиназа MMP3 / стромелизин-1 способствует канцерогенезу молочной железы. Cell 98 , 137–146 (1999).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 120

    Лохтер, А.и другие. Матричная металлопротеиназа стромелизин-1 запускает каскад молекулярных изменений, которые приводят к стабильному превращению эпителия в мезенхиму и предраковому фенотипу в эпителиальных клетках молочных желез. J. Cell Biol. 139 , 1861–1872 (1997).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 121

    Borges, F. T. et al. Экзосомы, содержащие TGF-β1 из поврежденных эпителиальных клеток, активируют фибробласты, чтобы инициировать регенеративные реакции тканей и фиброз. J. Am. Soc. Нефрол. 24 , 385–392 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 122

    Калерт, К. и Каллури, Р. Экзосомы в микросреде опухоли влияют на прогрессирование и метастазирование рака. J. Mol. Med. (Berl.) 91 , 431–437 (2013).

    CAS Google Scholar

  • 123

    Луга, В.И Врана, Дж. Л. Взаимодействие опухоль-строма: выявление экзосом, секретируемых фибробластами, как мощных регуляторов передачи сигналов Wnt-планарной клеточной полярности при метастазировании рака. Cancer Res. 73 , 6843–6847 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 124

    Hu, Y. et al. Экзосомы, происходящие из фибробластов, способствуют повышению химиорезистентности за счет примирования раковых стволовых клеток при колоректальном раке. PLoS One 10 , e0125625 (2015).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 125

    Shimoda, M. et al. Потери семейства генов Timp достаточно для приобретения CAF-подобного состояния клеток. Нац. Cell Biol. 16 , 889–901 (2014).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 126

    Malanchi, I. et al. Взаимодействие между раковыми стволовыми клетками и их нишей регулирует метастатическую колонизацию. Nature 481 , 85–89 (2012).

    CAS Google Scholar

  • 127

    Vermeulen, L. et al. Активность Wnt определяет стволовые клетки рака толстой кишки и регулируется микросредой. Нац. Cell Biol. 12 , 468–476 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 128

    Del Pozo Martin, Y. et al. Перекрестное взаимодействие мезенхимальных раковых клеток со стромой способствует активации ниши, реверсии эпителия и метастатической колонизации. Cell Rep. 13 , 2456–2469 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 129

    Chen, W. J. et al. Связанные с раком фибробласты регулируют пластичность стволовости рака легких посредством паракринной передачи сигналов. Нац. Commun. 5 , 3472 (2014).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 130

    Елкабец, М.и другие. Опухоли человека инициируют экспрессирующие гранулин гематопоэтические клетки, которые способствуют развитию злокачественных новообразований, активируя стромальные фибробласты у мышей. J. Clin. Вкладывать деньги. 121 , 784–799 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 131

    Bruzzese, F. et al. Местные и системные протуморигенные эффекты GDF15, производного от фибробластов, связанных с раком. Cancer Res. 74 , 3408–3417 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 132

    Levental, K. R. et al. Сшивание матрикса вызывает прогрессирование опухоли за счет усиления передачи сигналов интегрина. Cell 139 , 891–906 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 133

    Gaggioli, C. et al. Коллективная инвазия фибробластов в клетки карциномы с различной ролью RhoGTPases в ведущих и ведомых клетках. Нац. Cell Biol. 9 , 1392–1400 (2007). В этой статье сообщается о ремоделировании ECM с помощью CAF для создания треков, по которым раковые клетки мигрируют.

    CAS PubMed Google Scholar

  • 134

    O’Connell, J. T. et al. VEGF-A и Tenascin-C, продуцируемые стромальными клетками S100A4 + , важны для метастатической колонизации. Proc. Natl Acad. Sci. США 108 , 16002–16007 (2011). Это исследование сообщает, что стромальные клетки FSP1 + ремоделируют метастатическую почву.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 135

    Olaso, E. et al. Опухолевая активация звездчатых клеток печени грызунов при экспериментальном метастазировании меланомы. Гепатология 26 , 634–642 (1997).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 136

    Калон, А.и другие. Зависимость колоректального рака от TGF-β-управляемой программы в стромальных клетках для инициации метастазирования. Cancer Cell 22 , 571–584 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 137

    Pena, C. et al. Экспрессия STC1 ассоциированными с раком фибробластами вызывает метастазирование колоректального рака. Cancer Res. 73 , 1287–1297 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 138

    Каплан Р.N. et al. VEGFR1-положительные гематопоэтические предшественники костного мозга инициируют дометастатическую нишу. Nature 438 , 820–827 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 139

    Grum-Schwensen, B. et al. Подавление развития опухоли и образования метастазов у ​​мышей, лишенных гена S100A4 (mts1). Cancer Res. 65 , 3772–3780 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 140

    Вандер Хайден, М.Г., Кэнтли, Л. С. и Томпсон, К. Б. Понимание эффекта Варбурга: метаболические требования пролиферации клеток. Наука 324 , 1029–1033 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 141

    Мартинес-Оутскорн, У. Э., Лисанти, М. П. и Сотджия, Ф. Катаболические фибробласты, связанные с раком, передают энергию и биомассу анаболическим раковым клеткам, способствуя росту опухоли. Семин.Cancer Biol. 25 , 47–60 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 142

    Zhang, D. et al. Метаболическое перепрограммирование фибробластов, ассоциированных с раком, посредством подавления IDh4α. Cell Rep. 10 , 1335–1348 (2015).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 143

    Чаудри, В. К. и др.Метаболические изменения в фибробластах, связанных с раком легких, коррелировали с повышенным гликолитическим метаболизмом опухоли. Мол. Cancer Res. 11 , 579–592 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 144

    Pavlides, S. et al. Обратный эффект Варбурга: аэробный гликолиз в связанных с раком фибробластах и ​​строме опухоли. Cell Cycle 8 , 3984–4001 (2009). Это исследование показывает, что Cav1 -нокаут-фибробласты метаболически взаимодействуют с раковыми клетками.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 145

    LeBleu, V. S. et al. PGC-1α опосредует митохондриальный биогенез и окислительное фосфорилирование в раковых клетках, способствуя метастазированию. Нац. Cell Biol. 16 , 992–1003, 1001–1015 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 146

    Инь, Х.и другие. Онкогенный крас поддерживает опухоли поджелудочной железы за счет регуляции анаболического метаболизма глюкозы. Cell 149 , 656–670 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 147

    Viale, A. et al. Устойчивые к абляции онкогенов раковые клетки поджелудочной железы зависят от функции митохондрий. Nature 514 , 628–632 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 148

    Фиаски, Т.и другие. Взаимное метаболическое перепрограммирование через лактатный челнок координированно влияет на взаимодействие опухоли и стромы. Cancer Res. 72 , 5130–5140 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 149

    Valencia, T. et al. Метаболическое перепрограммирование стромальных фибробластов посредством передачи сигналов p62-mTORC1 способствует воспалению и онкогенезу. Cancer Cell 26 , 121–135 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 150

    Kuchnio, A. et al. Датчик кислорода раковой клетки PHD2 способствует метастазированию за счет активации связанных с раком фибробластов. Cell Rep. 12 , 992–1005 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 151

    Madsen, C.D. et al. Гипоксия и потеря PHD2 инактивируют стромальные фибробласты, уменьшая жесткость опухоли и метастазирование. EMBO Rep. 16 , 1394–1408 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 152

    Чанг, К. Х. и др. Метаболическая конкуренция в микросреде опухоли является движущей силой прогрессирования рака. Cell 162 , 1229–1241 (2015). В этой статье PDL1 участвует в контроле метаболической конкуренции в TME, чтобы опосредовать гиперчувствительность Т-клеток.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 153

    Гескьер, Б., Вонг, Б. В., Кучнио, А. и Кармелиет, П. Метаболизм стромальных и иммунных клеток при здоровье и болезни. Природа 511 , 167–176 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 154

    Молон Б., Кали Б. и Виола А. Т. Клетки и рак: как метаболизм формирует иммунитет. Фронт. Иммунол. 7 , 20 (2016).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 155

    Терли, С.Дж., Кремаско, В. и Астарита, Дж. Л. Иммунологические признаки стромальных клеток в микроокружении опухоли. Нац. Rev. Immunol. 15 , 669–682 (2015).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 156

    Лисанти, М. П., Мартинес-Оутскорн, У. Э. и Сотджия, Ф. Онкогены вызывают связанный с раком фенотип фибробластов: метаболический симбиоз и «фибробластная зависимость» являются новыми терапевтическими целями для открытия лекарств. Cell Cycle 12 , 2723–2732 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 157

    Costea, D. E. et al. Идентификация двух различных подтипов фибробластов, связанных с карциномой, с разными способностями к развитию опухолей при плоскоклеточном раке полости рта. Cancer Res. 73 , 3888–3901 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 158

    Де Бок, А.и другие. Дифференциальный анализ секретома связанных с раком фибробластов и предшественников костного мозга для выявления регуляторов микросреды прогрессирования рака толстой кишки. Proteomics 13 , 379–388 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 159

    Koczorowska, M. M. et al. Белок активации фибробластов-α, протеаза поверхности стромальных клеток, формирует ключевые особенности ассоциированных с раком фибробластов посредством протеомных и деградомных изменений. Мол. Онкол. 10 , 40–58 (2015).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 160

    Lotti, F. et al. Химиотерапия активирует связанные с раком фибробласты для поддержания клеток, инициирующих колоректальный рак, с помощью IL-17A. J. Exp. Med. 210 , 2851–2872 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 161

    Раффагелло, Л.И Дацци, Ф. Классификация и биология стромальных клеток, ассоциированных с опухолью. Immunol. Lett. 168 , 175–182 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 162

    Харпер, Дж. И Сайнсон, Р. С. Регулирование противоопухолевого иммунного ответа фибробластами, ассоциированными с раком. Семин. Cancer Biol. 25 , 69–77 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 163

    Патель, Р., Филер, А., Бароне, Ф. и Бакли, К. Д. Строма: плодородная почва для воспалений. Лучшие практики и исследования. Clin. Ревматол. 28 , 565–576 (2014).

    Google Scholar

  • 164

    Поджи, А., Муссо, А., Дапино, И. и Зокки, М. Р. Механизмы выхода опухоли из иммунной системы: роль мезенхимальных стромальных клеток. Immunol. Lett. 159 , 55–72 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 165

    Солейманинеджадян, Э., Праманик, К. и Самадиан, Э. Иммуномодулирующие свойства мезенхимальных стволовых клеток: цитокины и факторы. Am. J. Reprod. Иммунол. 67 , 1–8 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 166

    Park, S.J. et al. IL-6 регулирует in vivo дифференцировку дендритных клеток посредством активации STAT3. J. Immunol. 173 , 3844–3854 (2004).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 167

    Чомарат, П., Banchereau, J., Davoust, J. & Palucka, A.K. IL-6 переключает дифференцировку моноцитов с дендритных клеток на макрофаги. Нац. Иммунол. 1 , 510–514 (2000).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 168

    Хьюго, Х. Дж. И др. Вклад фибробластов и тучных клеток (афферентных) и опухолевых (эфферентных) IL-6 в микроокружение опухоли. Cancer Microenviron. 5 , 83–93 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 169

    Wan, Y. & Flavell, R.A. Функции «Инь-Ян» трансформации фактора роста-β и Т-регуляторных клеток в иммунной регуляции. Immunol. Ред. 220 , 199–213 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 170

    Бейли, С.R. et al. Клетки Th27 при раке: окончательный кризис идентичности. Фронт. Иммунол. 5 , 276 (2014). Подробный обзор T H 17 ячеек в TME.

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 171

    Ли, М. О., Ван, Ю. Ю., Санджаби, С., Робертсон, А. К. и Флавелл, Р. А. Трансформирующий фактор роста-β регуляция иммунных ответов. Annu. Rev. Immunol. 24 , 99–146 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 172

    Kim, J.H. et al. Роль миофибробластов в активации S100A8 и S100A9 и дифференцировке миелоидных клеток в микроокружении колоректального рака. Biochem. Биофиз. Res. Commun. 423 , 60–66 (2012).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 173

    Аугстен, М.и другие. Связанные с раком фибробласты, экспрессирующие CXCL14, полагаются на передачу сигналов оксида азота, происходящую от NOS1, для их поддерживающих опухолевых свойств. Cancer Res. 74 , 2999–3010 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 174

    Мишра П., Банерджи Д. и Бен-Барух А. Хемокины на перекрестке взаимодействий опухоль-фибробласт, которые способствуют развитию злокачественных новообразований. J. Leukoc. Биол. 89 , 31–39 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 175

    Ван Линтаут, С., Митева, К. и Чопе, С. Перекрестные помехи между фибробластами и воспалительными клетками. Cardiovasc. Res. 102 , 258–269 (2014).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 176

    Qian, B.Z. et al. CCL2 привлекает воспалительные моноциты для облегчения метастазирования опухоли груди. Nature 475 , 222–225 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 177

    Silzle, T. et al. Связанные с опухолью фибробласты привлекают моноциты крови в ткань опухоли. Eur. J. Immunol. 33 , 1311–1320 (2003).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 178

    Барнас, Дж. Л., Simpson-Abelson, M.R., Yokota, S.J., Kelleher, R.J. и Bankert, R.B. Т-клетки и стромальные фибробласты в микроокружении опухоли человека представляют собой потенциальные терапевтические мишени. Cancer Microenviron. 3 , 29–47 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 179

    Пинчук И.В. и др. Экспрессия лиганда PD-1 миофибробластами / фибробластами толстой кишки человека регулирует активность Т-клеток CD4 + . Гастроэнтерология 135 , 1228–1237 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 180

    Назарет, М. Р. и др. Характеристика фибробластов, ассоциированных с опухолью легких человека, и их способности модулировать активацию ассоциированных с опухолью Т-клеток. J. Immunol. 178 , 5552–5562 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 181

    Аугстен, М.Связанные с раком фибробласты как еще один тип поляризованных клеток микроокружения опухоли. Фронт. Онкол. 4 , 62 (2014).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 182

    Salmon, H. et al. Архитектура матрицы определяет преимущественную локализацию и миграцию Т-клеток в строму опухолей легких человека. J. Clin. Вкладывать деньги. 122 , 899–910 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 183

    Эгеблад, М.И Верб, З. Новые функции матричных металлопротеиназ при прогрессировании рака. Нац. Rev. Cancer 2 , 161–174 (2002).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 184

    Kraman, M. et al. Подавление противоопухолевого иммунитета стромальными клетками, экспрессирующими протеин активации фибробластов-α. Наука 330 , 827–830 (2010). В этой статье показано, что истощение стромальных клеток FAP + позволяет иммунологический контроль роста опухоли.

    CAS PubMed Google Scholar

  • 185

    Wen, Y. et al. Иммунотерапия, направленная на белок активации фибробластов, подавляет рост опухоли и увеличивает выживаемость на модели рака толстой кишки у мышей. Cancer Sci. 101 , 2325–2332 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 186

    Ляо, Д., Луо, Ю., Марковиц, Д., Xiang, R. & Reisfeld, R.A. Связанные с раком фибробласты способствуют росту опухоли и метастазированию путем модуляции иммунного микроокружения опухоли в модели рака груди у мышей 4T1. PLoS One 4 , e7965 (2009 г.).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 187

    Ohshio, Y. et al. Стратегия нацеливания на ассоциированные с раком фибробласты усиливает противоопухолевые иммунные ответы в вакцине на основе дендритных клеток. Cancer Sci. 106 , 134–142 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 188

    Rhim, A. D. et al. Элементы стромы сдерживают, а не поддерживают аденокарциному протока поджелудочной железы. Cancer Cell 25 , 735–747 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 189

    Фидлер И.J. et al. Модуляция ответа опухолевых клеток на химиотерапию средой органов. Cancer Metastasis Rev. 13 , 209–222 (1994).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 190

    Фермер П. и др. Сигнатура гена, связанного со стромой, предсказывает устойчивость к неоадъювантной химиотерапии при раке груди. Нац. Med. 15 , 68–74 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 191

    Мидс, М.Б., Гатенби, Р. А. и Далтон, В. С. Устойчивость к лекарствам, опосредованная окружающей средой: основной фактор минимальной остаточной болезни. Нац. Rev. Cancer 9 , 665–674 (2009). Обзор роли TME в лекарственной устойчивости.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 192

    Параисо, К. Х. и Смолли, К. С. Фибробласт-опосредованная лекарственная устойчивость при раке. Biochem. Pharmacol. 85 , 1033–1041 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 193

    Хелдин, К. Х., Рубин, К., Пьетрас, К. и Остман, А. Высокое давление интерстициальной жидкости — препятствие в терапии рака. Нац. Rev. Cancer 4 , 806–813 (2004).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 194

    Коррейя, А.L. & Bissell, M. J. Микроокружение опухоли является доминирующим фактором множественной лекарственной устойчивости. Устойчивость к наркотикам. Updat. 15 , 39–49 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 195

    Диттмер, Дж. И Лей, Б. Влияние стромы опухоли на лекарственный ответ при раке груди. Семин. Cancer Biol. 31 , 3–15 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 196

    Мори, Ю.и другие. Антитело против интегрина альфа4 подавляет развитие множественной миеломы и связанный с ней остеокластический остеолиз. Кровь 104 , 2149–2154 (2004).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 197

    Park, C.C., Zhang, H.J., Yao, E.S., Park, C.J., Bissell, M.J. Ингибирование интегрина β1 резко повышает эффективность лучевой терапии ксенотрансплантатов рака груди человека. Cancer Res. 68 , 4398–4405 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 198

    Hazlehurst, L. A., Damiano, J. S., Buyuksal, I., Pledger, W. J. & Dalton, W. S. Адгезия к фибронектину через интегрины β1 регулирует уровни p27kip1 и способствует устойчивости к лекарствам, опосредованной адгезией клеток (CAM-DR). Онкоген 19 , 4319–4327 (2000).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 199

    Белый, Д.Э., Раймент, Дж. Х. и Мюллер, У. Дж. Рассмотрение роли клеточной адгезии в покое опухолевых клеток. Cell Cycle 5 , 1756–1759 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 200

    Hirata, E. et al. Прижизненная визуализация показывает, как ингибирование BRAF создает устойчивые к лекарствам микроокружения с высокой передачей сигналов интегрина β1 / FAK. Cancer Cell 27 , 574–588 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 201

    Флэч, Э. Х., Ребекка, В. В., Херлин, М., Смолли, К. С. и Андерсон, А. Р. Фибробласты способствуют росту опухоли меланомы и устойчивости к лекарствам. Мол. Фармацевтика. 8 , 2039–2049 (2011).

    CAS Google Scholar

  • 202

    Li, G., Satyamoorthy, K. & Herlyn, M. Межклеточные взаимодействия, опосредованные N-кадгерином, способствуют выживанию и миграции клеток меланомы. Cancer Res. 61 , 3819–3825 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 203

    Суй, Х., Чжу, Л., Дэн, В. и Ли, К. Эпителиально-мезенхимальный переход и лекарственная устойчивость: роль, молекулярные механизмы и терапевтические стратегии. Онкол. Res. Обращаться. 37 , 584–589 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 204

    Митра, А., Mishra, L. & Li, S. EMT, CTCs и CSCs в рецидиве опухоли и лекарственной устойчивости. Oncotarget 6 , 10697–10711 (2015).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 205

    Чанг, Дж. Т. и Мани, С. А. Овцы, волки или оборотни: раковые стволовые клетки и переход от эпителия к мезенхиме. Cancer Lett. 341 , 16–23 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 206

    Чжэн, Х.и другие. Эпителиально-мезенхимальный переход не является обязательным при метастазировании, но вызывает химиорезистентность при раке поджелудочной железы. Природа 527 , 525–530 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 207

    Кумари, Н., Двараканатх, Б. С., Дас, А. и Бхатт, А. Н. Роль интерлейкина-6 в прогрессировании рака и терапевтической устойчивости. Tumor Biol. http://dx.doi.org/10.1007/s13277-016-5098-7 (2016).

  • 208

    Wilson, T. R. et al. Широко распространенный потенциал обусловленной факторами роста устойчивости к ингибиторам противораковых киназ. Природа 487 , 505–509 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 209

    Straussman, R. et al. Микросреда опухоли вызывает врожденную устойчивость к ингибиторам RAF через секрецию HGF. Природа 487 , 500–504 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 210

    Wang, W. et al. Перекрестное взаимодействие со стромальными фибробластами индуцирует устойчивость рака легких к ингибиторам тирозинкиназы рецептора эпидермального фактора роста. Clin. Cancer Res. 15 , 6630–6638 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 211

    Макмиллин Д.В., Негри, Дж. М. и Мициадес, С. С. Роль взаимодействий между опухолью и стромой в изменении лекарственного ответа: проблемы и возможности. Нац. Rev. Drug Discov. 12 , 217–228 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 212

    Olive, K. P. et al. Ингибирование передачи сигналов Hedgehog увеличивает доставку химиотерапии в мышиной модели рака поджелудочной железы. Наука 324 , 1457–1461 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 213

    Madden, J. I. Infinity сообщает обновленные данные фазы 2 исследования саридегиба плюс гемцитабин у пациентов с метастатическим раком поджелудочной железы. Infinity Pharmaceuticals http://phx.corporate-ir.net/phoenix.zhtml?c=121941&p=irol-newsArticle&ID=1653550 (27 января 2012 г.).

  • 214

    Jacobetz, M. A. et al. Гиалуронан ухудшает функцию сосудов и доставку лекарств в модели рака поджелудочной железы у мышей. Кишечник 62 , 112–120 (2013).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 215

    Provenzano, P. P. et al. Ферментативное воздействие на строму устраняет физические препятствия на пути лечения аденокарциномы протоков поджелудочной железы. Cancer Cell 21 , 418–429 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 216

    Goel, S., Вонг, А. Х. и Джайн, Р. К. Нормализация сосудов как терапевтическая стратегия при злокачественных и незлокачественных заболеваниях. Cold Spring Harb. Перспектива. Med. 2 , а006486 (2012).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 217

    Хуанг Ю., Гоэль С., Дуда Д. Г., Фукумура Д. и Джейн Р. К. Нормализация сосудов как новая стратегия усиления иммунотерапии рака. Cancer Res. 73 , 2943–2948 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 218

    Kuperwasser, C. et al. Реконструкция функционально нормальных и злокачественных тканей груди человека у мышей. Proc. Natl Acad. Sci. США 101 , 4966–4971 (2004).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 219

    Cheng, N. et al. Потеря рецептора TGF-β типа II в фибробластах способствует росту и инвазии карциномы молочной железы за счет активации сигнальных сетей, опосредованных TGF-, MSP- и HGF. Онкоген 24 , 5053–5068 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 220

    Льюис, Д. А., Траверс, Дж. Б., Мачадо, К., Сомани, А. К. и Спандау, Д. Ф. Обращение стромального фенотипа к старению предотвращает инициацию карциномы. Старение 3 , 407–416 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 221

    Паулссон, Дж.& Micke, P. Прогностическое значение связанных с раком фибробластов при раке человека. Семин. Cancer Biol. 25 , 61–68 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 222

    Wang, W. Q. et al. Внутриопухолевое α-SMA увеличивает прогностическую эффективность CD34, связанную с поддержанием целостности микрососудов при гепатоцеллюлярной карциноме и раке поджелудочной железы. PLoS One 8 , e71189 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 223

    Finak, G. et al. Экспрессия стромального гена предсказывает клинический исход рака груди. Нац. Med. 14 , 518–527 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 224

    Frings, O. et al. Прогностическое значение при раке молочной железы сигнатуры гена, улавливающей стромальную передачу сигналов PDGF. Am. J. Pathol. 182 , 2037–2047 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 225

    Sherman, M.H. et al. Репрограммирование стромы, опосредованное рецептором витамина D, подавляет панкреатит и усиливает терапию рака поджелудочной железы. Cell 159 , 80–93 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 226

    Такеда, Ю., Tsujino, K., Kijima, T. & Kumanogoh, A. Эффективность и безопасность пирфенидона при идиопатическом фиброзе легких. Предпочтение пациентам. Приверженность 8 , 361–370 (2014).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 227

    Wang, X. M., Yu, D. M., McCaughan, G. W. & Gorrell, M. D. Белок активации фибробластов увеличивает апоптоз, клеточную адгезию и миграцию звездчатой ​​клеточной линией человека LX-2. Гепатология 42 , 935–945 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 228

    Мартинес, Ф. О. и Гордон, С. Парадигма активации макрофагов M1 и M2: время для переоценки. F1000 Prime Rep. 6 , 13 (2014).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 229

    Kim, H.Y. et al. Локализованная дифференцировка гладких мышц важна для бифуркации эпителия во время морфогенеза ветвления легких млекопитающих. Dev. Ячейка 34 , 719–726 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 230

    Шайер, А. Э., Хайке, Т. Р., Ли, К., Махадеван, Л. и Табин, К. Дж. Градиенты изгиба: как кишечные стволовые клетки попадают в свой дом. Cell 161 , 569–580 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 231

    Селман, М.И Пардо, А. Идиопатический легочный фиброз: эпителиальное / фибробластное перекрестное расстройство. Респир. Res. 3 , 3 (2002).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 232

    Каллури Р. и Вайнберг Р. А. Основы эпителиально-мезенхимального перехода. J. Clin. Вкладывать деньги. 119 , 1420–1428 (2009). Обзор EMT в развитии и патологии.

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 233

    Шил, К.И Вайнберг, Р. А. Раковые стволовые клетки и эпителиально-мезенхимальный переход: концепции и молекулярные связи. Семин. Cancer Biol. 22 , 396–403 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 234

    Jolly, M. K. et al. К выяснению связи между эпителиально-мезенхимальными переходами и стволовостью. J. R. Soc. Интерфейс 11 , 20140962 (2014).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 235

    Чанг, Х.Y. et al. Разнообразие, топографическая дифференциация и позиционная память в фибробластах человека. Proc. Natl Acad. Sci. США 99 , 12877–12882 (2002).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 236

    Hematti, P. Мезенхимальные стромальные клетки и фибробласты: случай ошибочной идентификации? Цитотерапия 14 , 516–521 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 237

    Доминичи, М.и другие. Минимальные критерии для определения мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Заявление о публикации Международного общества клеточной терапии. Цитотерапия 8 , 315–317 (2006).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 238

    Albrengues, J. et al. LIF опосредует проинвазивную активацию стромальных фибробластов при раке. Cell Rep. 7 , 1664–1678 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 239

    Августинова, А.и другие. Wnt7a, полученный из опухолевых клеток, рекрутирует и активирует фибробласты, способствуя агрессивности опухоли. Нац. Commun. 7 , 10305 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 240

    Раджарам, М., Ли, Дж., Эгеблад, М. и Пауэрс, Р. С. Общесистемный анализ выявляет сложную сеть взаимодействий опухоль-фибробласт, вовлеченную в канцерогенность. PLoS Genet. 9 , e1003789 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Фибробласт — обзор | ScienceDirect Topics

    Сердечные фибробласты и тучные клетки.

    Сердечный фибробласт, на который приходится почти 90% немиоцитарных клеток в сердце, является первичным типом клеток, который отвечает за секрецию большинства компонентов ВКМ в сердце, таких как коллагены I, III и IV и ламинин и фибронектин. В ответ на механический стресс и нейрогормональную активацию часть фибробластов претерпевает фенотипическое превращение в миофибробласты, которые характеризуются повышенной экспрессией α-актина гладких мышц и повышенной секреторной активностью.Недавние исследования показали, что миофибробласты, ответственные за секрецию коллагена и сокращение / перестройку формирующихся волокон коллагена, возникают из резидентных в ткани фибробластов, которые активируются после повреждения ткани. 46 Миофибробласты мигрируют в область, окружающую ткань, и играют важную роль в окончательном формировании рубца. Сердечные миофибробласты также могут регулировать фенотип сердечных миоцитов посредством множественных паракринных сигнальных путей ( рис.23.11Б ). Несколько линий доказательств предполагают, что сердечные фибробласты и миоциты выделяют белки, которые регулируют соседние клетки. 47 Белки, которые были задействованы до сих пор, включают трансформирующий фактор роста-β1 (TGF-β1), фактор роста фибробластов-2 (FGF2), членов семейства IL-6 и недавно открытый цитокин IL-33. Все больше данных также указывает на то, что тучные клетки, которые представляют собой клетки костного мозга, которые «являются домом» и находятся в миокарде, также играют важную роль в ремоделировании ECM.Тучные клетки миокарда расположены в основном вокруг кровеносных сосудов и между миоцитами, где они способны выделять профибротические цитокины и факторы роста, влияющие на ремоделирование ВКМ. В экспериментальных исследованиях тучные клетки, которые рекрутируются в сердце во время воспаления, были ответственны за активацию фибробластов, опосредованную TGF-β1, фиброз миокарда и диастолическую дисфункцию ЛЖ. 48

    Как отмечалось ранее, одним из гистологических признаков прогрессирующей сердечной недостаточности является прогрессирующее увеличение содержания коллагена в сердце (фиброз миокарда).Исследования отказов человеческого миокарда показали количественное увеличение коллагена типов I, III, VI и IV, наряду с фибронектином, ламинином и виментином, и снижение соотношения коллагена типа I / III у пациентов с ишемической кардиомиопатией. Более того, клинические исследования показывают прогрессирующую потерю перекрестных связей коллагена в сердечной недостаточности, а также потерю связи коллагеновой сети с отдельными миоцитами, что, как ожидается, приведет к глубоким изменениям в структуре и функции ЛЖ.Кроме того, потеря поперечных связей фибриллярного коллагена была связана с прогрессирующей дилатацией ЛЖ после повреждения миокарда. Накопление коллагена может происходить на «реактивной» основе вокруг интрамуральных коронарных артерий и артериол (периваскулярный фиброз) или в интерстициальном пространстве (интерстициальный фиброз) и не требует гибели клеток миоцитов ( eFig. 23.7 ). Кроме того, накопление коллагена может происходить в результате микроскопического рубцевания, которое возникает в ответ на некроз клеток сердечных миоцитов.Это рубцевание или «замещающий фиброз» является адаптацией к утрате паренхимы и поэтому имеет решающее значение для сохранения структурной целостности сердца. Ожидается, что увеличение фиброзной ткани приведет к увеличению жесткости миокарда, что предположительно приведет к уменьшению укорочения миокарда для данной степени постнагрузки. Кроме того, фиброз миокарда может обеспечивать структурный субстрат для предсердных и желудочковых аритмий, потенциально способствуя негомогенной активации, блокаде ножек пучка Гиса и диссинхронии, а также внезапной смерти ( см.