Fibroblast - Fibroblast

Fibroblast
NIH 3T3.jpg
Detale
Lokalizacja Tkanka łączna
Funkcjonować Tworzenie macierzy zewnątrzkomórkowej i kolagenu
Identyfikatory
łacina fibroblastus
Siatka D005347
TH H2.00.03.0.01002
FMA 63877
Anatomiczne terminy mikroanatomii

Fibroblastów to typ komórek biologicznych , które syntetyzuje się z zewnątrzkomórkowej macierzy i kolagen wytwarza ramy konstrukcyjnej ( zrębu ) dla zwierzęcych tkankach i odgrywa istotną rolę w gojeniu się ran . Fibroblasty są najczęstszymi komórkami tkanki łącznej u zwierząt.

Struktura

Mikrofilamenty (niebieskie i czerwone), mitochondria (żółte) i jądra (zielone) w komórkach fibroblastów.

Fibroblasty mają rozgałęzioną cytoplazmę otaczającą eliptyczne, nakrapiane jądro z dwoma lub więcej jąderkami . Aktywne fibroblasty można rozpoznać po obfitej, szorstkiej retikulum endoplazmatycznym . Nieaktywne fibroblasty (zwane fibrocytami) są mniejsze, mają kształt wrzeciona i mają zmniejszoną ilość szorstkiej retikulum endoplazmatycznego. Chociaż fibroblasty są niespójne i rozproszone, gdy muszą pokryć dużą przestrzeń, gdy są stłoczone, często lokalnie układają się w równoległe skupiska.

W przeciwieństwie do komórek nabłonkowych wyściełających struktury ciała, fibroblasty nie tworzą płaskich monowarstw i nie są ograniczone jednostronnie polaryzacyjnym przyłączeniem do blaszki podstawnej , chociaż mogą w pewnych sytuacjach przyczyniać się do tworzenia elementów blaszki podstawnej (np. podnabłonkowe miofibroblasty w jelicie mogą składnik lamininy będący nośnikiem łańcucha α-2 , który jest nieobecny tylko w obszarach nabłonka związanego z pęcherzykami, które nie mają wyściółki miofibroblastów). Fibroblasty mogą również migrować powoli nad podłożem jako pojedyncze komórki, ponownie w przeciwieństwie do komórek nabłonkowych. Podczas gdy komórki nabłonkowe tworzą wyściółkę struktur ciała, to fibroblasty i pokrewne tkanki łączne kształtują „masę” organizmu.

Żywotność fibroblastów mierzona w zarodkach kurzych wynosi 57 ± 3 dni.

Związek z fibrocytami

Fibroblasty i fibrocyty to dwa stany tych samych komórek, pierwszy jest stanem aktywowanym, drugi mniej aktywnym, związanym z utrzymaniem i metabolizmem tkankowym. Obecnie istnieje tendencja do nazywania obu form fibroblastami. Przyrostek „-blast” jest używany w biologii komórkowej do oznaczenia komórki macierzystej lub komórki w aktywnym stanie metabolizmu .

Fibroblasty są morfologicznie niejednorodne o zróżnicowanym wyglądzie w zależności od ich lokalizacji i aktywności. Chociaż morfologicznie niepozorne, przeszczepione ektopowo fibroblasty często zachowują pamięć pozycyjną lokalizacji i kontekstu tkankowego, w którym wcześniej przebywały, przynajmniej przez kilka pokoleń. To niezwykłe zachowanie może prowadzić do dyskomfortu w rzadkim przypadku nadmiernej stagnacji.

Rozwój

Główną funkcją fibroblastów jest utrzymanie integralności strukturalnej tkanek łącznych poprzez ciągłe wydzielanie prekursorów macierzy zewnątrzkomórkowej. Fibroblasty wydzielają prekursory wszystkich składników macierzy zewnątrzkomórkowej, przede wszystkim substancji podstawowej i różnorodnych włókien . Skład macierzy zewnątrzkomórkowej determinuje właściwości fizyczne tkanek łącznych.

Podobnie jak inne komórki tkanki łącznej, fibroblasty pochodzą z prymitywnego mezenchymu . W ten sposób wyrażają one pośrednie białko filamentowe wimentynę , cechę wykorzystywaną jako marker do rozróżnienia ich mezodermalnego pochodzenia. Jednak test ten nie jest specyficzny, ponieważ komórki nabłonkowe hodowane in vitro na przylegającym podłożu mogą również po pewnym czasie eksprymować wimentynę.

W niektórych sytuacjach komórki nabłonkowe mogą powodować powstawanie fibroblastów, proces zwany przejściem nabłonkowo-mezenchymalnym (EMT).

Odwrotnie, fibroblasty w niektórych sytuacjach mogą powodować powstawanie nabłonka poprzez przechodzenie mezenchymalnego do nabłonkowego przejścia (MET) i organizowanie się w skondensowany, spolaryzowany, bocznie połączony prawdziwy arkusz nabłonkowy. Proces ten jest obserwowany w wielu sytuacjach rozwojowych (np. rozwój nefronów i kordów noktokordowych ), a także w gojeniu się ran i onkogenezie.

Funkcjonować

Fibroblasty tworzą włókna kolagenowe , glikozaminoglikany , włókna siateczkowe i elastyczne . Fibroblasty rosnących osobników dzielą się i syntetyzują substancję podstawową . Uszkodzenie tkanek stymuluje fibrocyty i indukuje produkcję fibroblastów.

Zapalenie

Oprócz ich powszechnie znanej roli jako składników strukturalnych, fibroblasty odgrywają kluczową rolę w odpowiedzi immunologicznej na uszkodzenie tkanki. Są pierwszymi graczami w inicjowaniu stanu zapalnego w obecności inwazyjnych mikroorganizmów. Indukują syntezę chemokin poprzez prezentację receptorów na ich powierzchni. Następnie komórki odpornościowe reagują i inicjują kaskadę zdarzeń, aby usunąć inwazyjne mikroorganizmy. Receptory na powierzchni fibroblastów umożliwiają również regulację komórek krwiotwórczych i zapewniają ścieżkę dla komórek odpornościowych do regulacji fibroblastów.

Mediacja nowotworówmor

Fibroblasty, podobnie jak związane z nowotworem fibroblasty gospodarza (TAF) , odgrywają kluczową rolę w regulacji immunologicznej poprzez składniki i modulatory macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM) pochodzącej z TAF. Wiadomo, że TAF jest istotny w odpowiedzi zapalnej, jak również w supresji immunologicznej w nowotworach. Składniki ECM pochodzące z TAF powodują zmiany w składzie ECM i inicjują przebudowę ECM. Przebudowa ECM jest opisana jako zmiany w ECM w wyniku aktywności enzymatycznej, która może prowadzić do degradacji ECM. Regulacja immunologiczna guzów jest w dużej mierze zdeterminowana przez przebudowę ECM, ponieważ ECM jest odpowiedzialna za regulację różnych funkcji, takich jak proliferacja, różnicowanie i morfogeneza ważnych narządów. W wielu typach nowotworów, zwłaszcza związanych z komórkami nabłonka, przebudowa ECM jest powszechna. Przykłady składników ECM pochodzących z TAF obejmują tenascynę i trombospondynę-1 (TSP-1), które można znaleźć odpowiednio w miejscach przewlekłego zapalenia i rakach.

Regulacja immunologiczna guzów może również zachodzić poprzez modulatory pochodzące z TAF. Chociaż te modulatory mogą brzmieć podobnie do komponentów ECM pochodzących z TAF, różnią się w tym sensie, że są odpowiedzialne za zmienność i obrót ECM. Rozszczepione cząsteczki ECM mogą odgrywać kluczową rolę w regulacji immunologicznej. Wiadomo, że proteazy, takie jak metaloproteineazy macierzy (MMP) i układ uPA, rozszczepiają ECM. Te proteazy pochodzą z fibroblastów.

Działania drugorzędne

Fibroblasty zarodkowe myszy (MEF) są często wykorzystywane jako „komórki odżywcze” w badaniach nad ludzkimi zarodkowymi komórkami macierzystymi . Jednak wielu badaczy stopniowo wycofuje MEF na rzecz pożywek hodowlanych z precyzyjnie określonymi składnikami pochodzenia wyłącznie ludzkiego. Co więcej, trudność polegająca na wyłącznym wykorzystywaniu produktów pochodzenia ludzkiego w suplementach pożywek jest najczęściej rozwiązywana przez zastosowanie „zdefiniowanych pożywek”, w których suplementy są syntetyczne i osiągają główny cel, jakim jest wyeliminowanie możliwości zanieczyszczenia ze źródeł pochodnych.

Z uwagi na kliniczne zastosowanie tkanek pochodzących z komórek macierzystych badano zastosowanie ludzkich fibroblastów jako substancji odżywczych. Podczas gdy fibroblasty są zwykle wykorzystywane do utrzymania pluripotencji komórek macierzystych, mogą być również wykorzystywane do ułatwiania rozwoju komórek macierzystych w określone typy komórek, takie jak kardiomiocyty.

Odpowiedź immunologiczna gospodarza

Fibroblasty z różnych miejsc anatomicznych w ciele wyrażają wiele genów kodujących mediatory immunologiczne i białka. Te mediatory odpowiedzi immunologicznej umożliwiają komunikację komórkową z hematopoetycznymi komórkami odpornościowymi. Aktywność immunologiczna komórek niehematopoetycznych, takich jak fibroblasty, określana jest jako „odporność strukturalna”. Aby ułatwić szybką reakcję na wyzwania immunologiczne, fibroblasty kodują kluczowe aspekty strukturalnej odpowiedzi immunologicznej komórek w epigenomie .

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne