Ֆիբրոբլաստ

Ֆիբրոբլաստ, շարակցական փուխր հյուսվածքի գերակշռող պոպուլյացիա, կենսաբանական բջիջների մի տեսակ՝ արտաբջջային մատրիքս և կոլագեն սինթեզող^[1]։ Արտադրում է կենդանիների հյուսվածքների կառուցվածքային հենքը(ստրոմա) և կարևոր դեր խաղում վերքի լավացման գործում։ Ֆիբրոբլաստները կենդանիների շարակցական հյուսվածքի ամենատարածված բջիջներն են^[2]։

Կառուցվածք

Ֆիբրոբլաստներում երևում են միկրոֆիլամենտներ(կապույտ և կարմիր), միտոքոնդրիումներ(դեղին) և կորիզ(կանաչ):

(1) Կորիզակ (2) Բջջակորիզ (3) Ռիբոսոմ (4) Ներառուկ (5) Հատիկավոր էնդոպլազմային ցանց (6) Գոլջիի ապարատ (7) Բջջակմախք (8) Հարթ էնդոպլազմային ցանց (9) Միտոքոնդրիումներ (10 ) Վակուոլներ (11) Ցիտոպլազմա (12) Լիզոսոմ (13) Ցետրիոլ

Ֆիբրոբլաստներն ունեն ճյուղավորված ցիտոպլազմա, որը շրջապատում է էլիպսաձև, խայտաբղետ միջուկը, որն ունի երկու կամ ավելի կորիզակներ։ Ակտիվ ֆիբրոբլաստները կարող են ճանաչվել իրենց հատիկավոր էնդոպլազմատիկ ցանցով։ Ոչ ակտիվ ֆիբրոբլաստները(կոչվում են ֆիբրոցիտներ) ավելի փոքր են, ունեն հատիկավոր էնդոպլազմիկ ցանցի քիչ քանակություն։ Թեև ֆիբրոբլաստները առանձին են և ցրված, երբ պետք է ծածկեն մեծ տարածություն, հաճախ լոկալ դասավորվում են զուգահեռ կլաստերներով։

Ի տարբերություն մարմնի կառուցվածքները ծածկող էպիթելային բջիջների, ֆիբրոբլաստները չեն ձևավորում հարթ շերտեր և չեն սահմանափակվում հիմային թաղանթով, թեև որոշ իրավիճակներում նրանք կարող են նպաստել հիմային շերտի բաղադրիչների ձևավորմանը։ Ֆիբրոբլաստները կարող են նաև դանդաղ միգրացվել որպես առանձին բջիջներ։ Մինչ էպիթելային բջիջները կազմում են լորձաթաղանթը, ֆիբրոբլաստները և հարակից շարակցական հյուսվածքները քանդակում են օրգանիզմի «զգալի մասը»։

Նրանց կյանքի տևողությունը, ինչպես չափվում է հավի սաղում, 57 ± 3 օր է^[3]։

Կապը ֆիբրոցիտների հետ

Ֆիբրոբլաստները և ֆիբրոցիտները միևնույն բջիջների երկու վիճակներ են, որոնցից առաջինը ակտիվ վիճակն է, երկրորդը` պասիվ։ Ներկայումս միտում կա երկու ձևերն էլ ֆիբրոբլաստ անվանելու։ «-blast» վերջածանցը բջջային կենսաբանության մեջ օգտագործվում է ցողունային բջիջ կամ նյութափոխանակության ակտիվ վիճակում գտնվող բջիջ նշելու համար։

Ֆիբրոբլաստները մորֆոլոգիապես տարբեր են, ունեն տարբեր տեսք՝ կախված իրենց տեղակայությունից և ակտիվությունից։ Չնայած մորֆոլոգիապես աննկատ, փոխպատվաստված ֆիբրոբլաստները առնվազն մի քանի սերունդների ընթացքում կարող են պահպանել դիրքային հիշողությունը հյուսվածքի վերաբերյալ, որտեղ նրանք եղել են^[4]։

Զարգացում

Ֆիբրոբլաստների հիմնական գործառույթը շարակցական հյուսվածքների կառուցվածքային ամբողջականության պահպանումն է արտաբջջային մատրիքսի արտազատման միջոցով։ Ֆիբրոբլաստները արտազատում են արտաբջջային մատրիքսի բոլոր բաղադրամասերի նախորդները, հիմնականում՝ հիմային նյութ և մի շարք միկրոֆիլամենտներ։ Արտաբջջային մատրիքսի կազմը որոշում է հյուսվածքների ֆիզիկական հատկությունները^[5]։

Ինչպես շարակցական հյուսվածքի այլ բջիջները, ֆիբրոբլաստները առաջանում են պարզ մեզենխիմայից։ Հետևաբար, նրանք սինթեզում են՝ վիմենտին, որն օգտագործվում է որպես մարկեր՝ տարբերելու նրանց մեզոդերմալ ծագումը։ Այնուամենայնիվ, այս թեստը սպեցիֆիկ չէ, քանի որ in vitro մշակված էպիթելային բջիջները որոշ ժամանակ անց կարող են սինթեզել վիմենտին։

Որոշ իրավիճակներում էպիթելի բջիջները կարող են առաջացնել ֆիբրոբլաստներ, մի գործընթաց, որը կոչվում է էպիթելյալ-մեզենխիմալ անցում։

Եվ հակառակը, ֆիբրոբլաստները որոշ իրավիճակներում կարող են առաջացնել էպիթել՝ մեզենխիմալից էպիթելային անցում (MET): Այս գործընթացը նկատվում է զարգացման բազմաթիվ իրավիճակներում (օրինակ՝ նեֆրոնի և քորդայի զարգացում), ինչպես նաև վերքերի բուժման և ուռուցքի առաջացման ժամանակ։

Գործառույթ

Ֆիբրոբլաստներն արտադրում են կոլագենային թելեր, գլիկոզամինոգլիկաններ, ռետիկուլյար և առաձգական թելեր։ Աճող ֆիբրոբլաստները բաժանվում և սինթեզում են հիմային նյութեր։ Հյուսվածքների վնասումը խթանում է ֆիբրոցիտները՝ խթանելով ֆիբրոբլաստների արտադրությունը^[6]։

Դերը միջբջջային նյութում կոլագենի և էլաստին սպիտակուցի, ինչպես նաև գլիկոզամինագլիկանի սինթեզն ու արտահանումն է։ Ֆիբրոբլաստների կազմավորմանը բնորոշ է հատիկավոր էնդոպլազմային ցանցի և Գոլջիի համալիրի փոխադրող սինթետիկ ապարատի արտահայտված զարգացումը։ Մյուս օրգանոիդները թույլ են զարգացած։ Ֆիբրոցիտներում հատիկավոր ԷՊՑ-ն և թիթեղավոր համալիրն ապաճած են, ֆիբրոբլաստների բջջապլազմայում կան ակտին և միոզին կրճատվող սպիտակուցներ պարունակող միկրոֆիլամենտներ, որոնք հատկապես զարգացած են միոֆիբրոբլաստներում, որոնց շնորհիվ իրականանում է շարակցական երիտասարդ հյուսվածքի հարթացումը սպի առաջանալիս։ Ֆիբրոկլաստներին բնորոշ է բջջապլազմայում մեծ քանակությամբ լիզոսոմների առկայությունը։ Այս բջիջները միջբջջային նյութում ունակ են արտազատելու լիզոսոմային ֆերմենտներ, որոնց միջոցով կոլագենային և առաձգական թելերը ճեղքվում են հատվածների, հետո ֆագոցիտվում բջջի ներսում։ Հետևապես ֆիբրոկլաստին բնորոշ է միջբջջային նյութի և մկանաթելերի(ծննդաբերությունից հետո արգանդի հետաճման ժամանակ) քայքայումը։

Այսպիսով, տարբեր ֆիբրոբլաստներ գոյացնում են շարակցական հյուսվածքի միջբջջային նյութը(ֆիբրոբլաստներ), օժանդակում են նրան կառուցվածքագործառութային որոշ վիճակներում(ֆիբրոցիտներ), քայքայում են այն որոշակի պայմաններում (ֆիբրոկլաստներ)։ Ֆիբրոբլաստների այս հատկությունների շնորհիվ իրականացվում է շարակցական հյուսվածքի ռեպարատիվ(վերականգնողական) դերը^[7]։

Բորբոքում

Բացի իրենց ընդհանուր հայտնի դերից որպես կառուցվածքային բաղադրիչներ, ֆիբրոբլաստները կարևոր դեր են խաղում իմուն պատասխանում։ Նրանք միկրոօրգանիզմների ներթափանցման դեպքում առաջինն են արձագանքում։ Հրահրում են քիմոկինների սինթեզը՝ մակերեսային ընկալիչների ներկայացման միջոցով։ Այնուհետև իմուն բջիջները արձագանքում են և սկսվում է իրադարձությունների կասկադը^[8]։

Ուռուցքային միջնորդություն

Ֆիբրոբլաստները, ինչպես ուռուցքի հետ կապված ֆիբրոբլաստները (TAF), վճռորոշ դեր են խաղում իմուն կարգավորման գործում՝ TAF-ից ստացված արտաբջջային մատրիքսի(ECM) բաղադրիչների և մոդուլյատորների միջոցով^[1]։ Հայտնի է, որ TAF-ը նշանակալի է բորբոքային պատասխանի, ինչպես նաև ուռուցքների իմուն ճնշման համար։ TAF-ից ստացված ECM բաղադրիչները փոփոխություններ են առաջացնում ECM-ի կազմի մեջ և վերափոխում ECM-ը։ ECM-ի վերափոխումը նկարագրվում է որպես ECM-ի փոփոխություններ՝ ֆերմենտային ակտիվության հետևանքով, որը կարող է հանգեցնել ECM-ի քայքայման։ Ուռուցքների իմունային կարգավորումը մեծապես որոշվում է ECM-ի վերափոխմամբ, քանի որ ECM-ը պատասխանատու է մի շարք գործառույթների կարգավորման համար, ինչպիսիք են կենսական օրգաններ մետաստազները, տարբերակումը և մորֆոգենեզը։ TAF-ից ստացված ECM բաղադրիչների օրինակները ներառում են Թենասցին և Թրոմբոսպոնդին-1 (TSP-1), որոնք կարող են հայտնաբերվել համապատասխանաբար քրոնիկական բորբոքումների և կարցինոմայի վայրերում^[2]։

Ուռուցքների իմունային կարգավորումը կարող է իրականանալ նաև TAF-ից ստացված մոդուլյատորների միջոցով։ Չնայած այս մոդուլյատորները կարող են նման լինել TAF-ից ստացված ECM բաղադրիչներին, դրանք տարբերվում են այն առումով, որ նրանք պատասխանատու են ECM-ի փոփոխության և շրջանառության համար։ Ճեղքված ECM մոլեկուլները կարող են կարևոր դեր խաղալ իմունային կարգավորման գործում։

Ֆիբրոբլաստները որպես սնուցող բջիջ

Մկների սաղմնային ֆիբրոբլաստները (MEFs) հաճախ օգտագործվում են որպես օժանդակ «սնուցող բջիջներ» մարդու սաղմնային ցողունային բջիջների, առաջացած պլյուրիպոտենտ ցողունային բջիջների և առաջնային էպիթելային բջիջների կուլտուրա օգտագործող հետազոտություններում^[3]։ Այնուամենայնիվ, շատ հետազոտողներ փորձում են աստիճանաբար վերացնել MEF-երը^[4]^[9]։

Հաշվի առնելով ցողունային բջիջներից ստացված հյուսվածքների կամ առաջնային էպիթելային բջիջների հնարավոր կլինիկական կիրառությունները, ուսումնասիրվել է մարդու ֆիբրոբլաստների օգտագործումը որպես MEF սնուցողներին այլընտրանք^[10]^[11]։

Իմուն պատասխան

Մարմնի տարբեր անատոմիական հատվածների ֆիբրոբլաստները սինթեզում են բազմաթիվ գեներ, որոնք կոդավորում են իմունային միջնորդներ և սպիտակուցներ^[12]։ Իմունային պատասխանի այս միջնորդները հնարավորություն են տալիս բջջային կապ հաստատել արյունաստեղծ բջիջների հետ^[13]։ Ոչ արյունաստեղծ բջիջների, ինչպիսիք են ֆիբրոբլաստները, իմունային ակտիվությունը կոչվում է «կառուցվածքային իմունիտետ»^[14]։ Իմունոլոգիական մարտահրավերներին արագ արձագանքելու համար ֆիբրոբլաստները կոդավորում են բջիջների կառուցվածքային իմունային պատասխանի կարևոր կողմերը։

Ծանոթագրություններ

↑ ^1,0 ^1,1 Weissman-Shomer P, Fry M (1975). «Chick embryo fibroblasts senscence in vitro: pattern of cell division and life span as a function of cell density». Mechanisms of Ageing and Development. 4 (2): 159–166. doi:10.1016/0047-6374(75)90017-2. PMID 1152547. S2CID 9299977.
↑ ^2,0 ^2,1 Advances in Extracellular Space Research and Application. Scholarly Editions. 2013. էջ 251. ISBN 9781481682626.
↑ ^3,0 ^3,1 Dave JM, Bayless KJ (May 2014). «Vimentin as an integral regulator of cell adhesion and endothelial sprouting». Microcirculation. 21 (4): 333–344. doi:10.1111/micc.12111. PMID 24387004. S2CID 26292524.
↑ ^4,0 ^4,1 Smith RS, Smith TJ, Blieden TM, Phipps RP (August 1997). «Fibroblasts as sentinel cells. Synthesis of chemokines and regulation of inflammation». The American Journal of Pathology. 151 (2): 317–322. PMC 1858004. PMID 9250144.
↑ «Fibroblast». Genetics Home Reference. U.S. National Library of Medicine. 2014 թ․ մայիսի 5. Վերցված է 2014 թ․ մայիսի 10-ին.
↑ Krausgruber T, Fortelny N, Fife-Gernedl V, Senekowitsch M, Schuster LC, Lercher A, և այլք: (July 2020). «Structural cells are key regulators of organ-specific immune responses». Nature. 583 (7815): 296–302. Bibcode:2020Natur.583..296K. doi:10.1038/s41586-020-2424-4. PMC 7610345. PMID 32612232. S2CID 220295181.
↑ Կ․Թ․Սահակյան (2013). Հյուսվածքաբանություն. էջ 107.
↑ «Fibroblasts». Վերցված է 2018 թ․ օգոստոսի 16-ին.
↑ Pilling, Darrell; Vakil, Varsha; Cox, Nehemiah; Gomer, Richard H. (2015 թ․ սեպտեմբերի 22). «TNF-α–stimulated fibroblasts secrete lumican to promote fibrocyte differentiation». Proceedings of the National Academy of Sciences (անգլերեն). 112 (38): 11929–11934. doi:10.1073/pnas.1507387112. ISSN 0027-8424. PMC 4586854. PMID 26351669.
↑ Silzle T, Randolph GJ, Kreutz M, Kunz-Schughart LA (January 2004). «The fibroblast: sentinel cell and local immune modulator in tumor tissue». International Journal of Cancer. 108 (2): 173–180. doi:10.1002/ijc.11542. PMID 14639599. S2CID 10936034.
↑ Bonnans C, Chou J, Werb Z (December 2014). «Remodelling the extracellular matrix in development and disease». Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 15 (12): 786–801. doi:10.1038/nrm3904. PMC 4316204. PMID 25415508.
↑ Llames, S.; García-Pérez, E.; Meana, A.; Larcher, F.; del Río, M. (2015). «Feeder Layer Cell Actions and Applications». Tissue Eng Part B Rev. 21 (4): 345–353. doi:10.1089/ten.teb.2014.0547. PMC 4533020. PMID 25659081.
↑ Hynds, R.E.; Bonfanti, P.; Janes, S.M. (2018). «Regenerating human epithelia with cultured stem cells: feeder cells, organoids and beyond». EMBO Molecular Medicine. 10 (2): 139–150. doi:10.15252/emmm.201708213. PMC 5801505. PMID 29288165.
↑ Hagbard, L.; Cameron, K.; August, P.; Penton, C.; Parmar, M.; Hay, D.C.; Kallur, T. (2018). «Developing defined substrates for stem cell culture and differentiation». Philosophical Transactions of the Royal Society B. 373 (1750). doi:10.1098/rstb.2017.0230. PMC 5974452. PMID 29786564.

[:7-1] 1,0 ^1,1 Weissman-Shomer P, Fry M (1975). «Chick embryo fibroblasts senscence in vitro: pattern of cell division and life span as a function of cell density». Mechanisms of Ageing and Development. 4 (2): 159–166. doi:10.1016/0047-6374(75)90017-2. PMID 1152547. S2CID 9299977.

[:8-2] 2,0 ^2,1 Advances in Extracellular Space Research and Application. Scholarly Editions. 2013. էջ 251. ISBN 9781481682626.

[:9-3] 3,0 ^3,1 Dave JM, Bayless KJ (May 2014). «Vimentin as an integral regulator of cell adhesion and endothelial sprouting». Microcirculation. 21 (4): 333–344. doi:10.1111/micc.12111. PMID 24387004. S2CID 26292524.

[:11-4] 4,0 ^4,1 Smith RS, Smith TJ, Blieden TM, Phipps RP (August 1997). «Fibroblasts as sentinel cells. Synthesis of chemokines and regulation of inflammation». The American Journal of Pathology. 151 (2): 317–322. PMC 1858004. PMID 9250144.

[:5-5] «Fibroblast». Genetics Home Reference. U.S. National Library of Medicine. 2014 թ․ մայիսի 5. Վերցված է 2014 թ․ մայիսի 10-ին.

[:1-6] Krausgruber T, Fortelny N, Fife-Gernedl V, Senekowitsch M, Schuster LC, Lercher A, և այլք: (July 2020). «Structural cells are key regulators of organ-specific immune responses». Nature. 583 (7815): 296–302. Bibcode:2020Natur.583..296K. doi:10.1038/s41586-020-2424-4. PMC 7610345. PMID 32612232. S2CID 220295181.

[7] Կ․Թ․Սահակյան (2013). Հյուսվածքաբանություն. էջ 107.

[:6-8] «Fibroblasts». Վերցված է 2018 թ․ օգոստոսի 16-ին.

[:10-9] Pilling, Darrell; Vakil, Varsha; Cox, Nehemiah; Gomer, Richard H. (2015 թ․ սեպտեմբերի 22). «TNF-α–stimulated fibroblasts secrete lumican to promote fibrocyte differentiation». Proceedings of the National Academy of Sciences (անգլերեն). 112 (38): 11929–11934. doi:10.1073/pnas.1507387112. ISSN 0027-8424. PMC 4586854. PMID 26351669.

[:0-10] Silzle T, Randolph GJ, Kreutz M, Kunz-Schughart LA (January 2004). «The fibroblast: sentinel cell and local immune modulator in tumor tissue». International Journal of Cancer. 108 (2): 173–180. doi:10.1002/ijc.11542. PMID 14639599. S2CID 10936034.

[:12-11] Bonnans C, Chou J, Werb Z (December 2014). «Remodelling the extracellular matrix in development and disease». Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 15 (12): 786–801. doi:10.1038/nrm3904. PMC 4316204. PMID 25415508.

[:13-12] Llames, S.; García-Pérez, E.; Meana, A.; Larcher, F.; del Río, M. (2015). «Feeder Layer Cell Actions and Applications». Tissue Eng Part B Rev. 21 (4): 345–353. doi:10.1089/ten.teb.2014.0547. PMC 4533020. PMID 25659081.

[:14-13] Hynds, R.E.; Bonfanti, P.; Janes, S.M. (2018). «Regenerating human epithelia with cultured stem cells: feeder cells, organoids and beyond». EMBO Molecular Medicine. 10 (2): 139–150. doi:10.15252/emmm.201708213. PMC 5801505. PMID 29288165.

[:15-14] Hagbard, L.; Cameron, K.; August, P.; Penton, C.; Parmar, M.; Hay, D.C.; Kallur, T. (2018). «Developing defined substrates for stem cell culture and differentiation». Philosophical Transactions of the Royal Society B. 373 (1750). doi:10.1098/rstb.2017.0230. PMC 5974452. PMID 29786564.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]