Войти
Дермальные фибробласты - это клетки внутри дермы слоя кожи, которые отвечают за образование соединительной ткани и позволяют коже оправиться от травмы. Используя органеллы (особенно грубый эндоплазматический ретикулум ), дермальные фибробласты генерируют и поддерживают соединительную ткань, которая объединяет отдельные слои клеток. Кроме того, эти дермальные фибробласты продуцируют белковые молекулы, включая ламинин и фибронектин, которые составляют внеклеточный матрикс. Создавая внеклеточный матрикс между дермой и эпидермисом, фибробласты позволяют эпителиальным клеткам эпидермиса прикрепить матрикс, тем самым позволяя эпидермальным клеткам эффективно соединяться вместе, образуя верхний слой. кожи.
Кожные фибробласты происходят из мезенхимальных стволовых клеток в организме. Подобно фибробластам роговицы, пролиферация фибробластов дермы может стимулироваться присутствием фактора роста фибробластов (FGF). Фибробласты не кажутся полностью дифференцированными или специализированными. Изучив маркеры CD фибробластов, исследователи из BioMed Central обнаружили, что в этих клетках отсутствуют «отличительные маркеры», подтверждающие возможность дальнейшей дифференцировки этих клеток.
Одним из примеров дальнейшей дифференцировки дермальных фибробластов является то, что при повреждении дермальные фибробласты могут давать миофибробласты, фибробластные клетки с характеристиками гладких мышц. Кожные клетки дифференцируются в миофибробласты, изменяя экспрессию гена актина (который подавляется в дермальных фибробластах). Когда дермальные фибробласты экспрессируют актин, клетки могут медленно сокращаться. Это сокращение играет решающую роль в заживлении ран и фиброзе. Путем вытягивания тканей закрывают дифференцированные миофибробласты, герметизируют кожу после травмы (тем самым предотвращая инфекцию, но вызывая образование рубцов. Миофибробласты также могут быть получены из нефибробластных источников. На основании данных об экспрессии α-SMA при повреждениях легких миофибробласты могут «возникать» de novo "непосредственно из мезенхимальных стволовых клеток.
В отличие от других типов фибробластов, дермальные фибробласты гораздо реже превращаются в другие типы клеток. Например, когда дермальный фибробласты и фибробласты роговицы помещаются в одинаковые концентрации фактора роста фибробластов, дермальные фибробласты не будут дифференцироваться или изменяться. Как отмечают д-р Дж. Льюис и д-р А. Джонсон, авторы книги «Микробиология клетки», «фибробласты из кожи отличаются »и ведут себя по-разному от других клеток фибробластов на идентичные химические стимулы.
Кроме того, дермальные фибробласты с меньшей вероятностью реплицируются как в среде in vivo, так и в среде in vitro, чем n - другие типы фибробластов. Дермальные фибробласты требуют гораздо более высоких концентраций фактора роста фибробластов (FGF) для репликации клеток.
Дермальные фибробласты ответственны за создание ECM, который организует многослойные плоские эпителиальные клетки
81>эпидермис в единую ткань. Кроме того, дермальные фибробласты образуют длинные волокнистые связки соединительной ткани, которые прикрепляют кожу к фасции тела. Следовательно, без дермальных фибробластов самый большой и тяжелый орган не будет плотно прилегать к телу.
.
Поскольку дермальные фибробласты играют решающую роль в заживлении ран, исследователи пытаются создать зрелые дермальные фибробласты для лечения ожогов второй и третьей степени. Когда тело получает ожог третьей степени, кожный слой полностью разрушается под воздействием тепла (и все клетки фибробластов в ране погибают. Без фибробластов рана не может регенерировать внеклеточный матрикс, а клетки эпидермиса не могут пролиферировать по ране. Таким образом, без дермальных фибробластов кожа не может должным образом восстановиться после травм. Тем не менее, дифференцируя мезенхимальные стволовые клетки из других частей тела и вводя их в место раны, ученые могут восстановить дермальные фибробласты в сожженных областях тела. Восстанавливая фибробласты в обожженных областях, организм может восстанавливать ECM в области раны и восстанавливаться после травмы. Как отмечалось, «Поврежденная дерма также восстанавливается за счет набора и пролиферации фибробластов, производящих внеклеточный матрикс, и способствует росту кератиноцитов. факторов ».
Точно так же FGF вводится в фибриновые герметики для улучшения долговременного восстановления и герметизации тканей. F Экспериментально показано, что GF-1 стимулирует развитие собственной адгезивной ткани организма и эффективно закрывает рану (тем самым блокируя инфекцию и уменьшая образование рубцов). Использование FGF, стимулирующего активность фибробластов, является более эффективным средством уплотнения ткани, чем существующие тканевые герметики, из-за прочной природы коллагена, который составляет соединительную ткань. В исследовании, проведенном учеными из Университета Алабамы, изучались адгезионные свойства фибриновых тканевых адгезивов. Испытания показали, что фибриновые адгезивы даже при предполагаемой медицинской концентрации (29 мг / мл в месте раны) имели прочность на сдвиг всего 17,6 кПа. Кроме того, другое исследование, проведенное в Калифорнийском университете, показало, что модуль (напряжение / деформация) фибриновых адгезивов в среднем составлял 53,56 кПа. Чтобы соединить ткани вместе, человеческое тело использует коллаген и эластин, чтобы получить превосходную прочность на сдвиг. Коллаген типа I, который включает нити коллагена, связанные в прочные фибриллы, имеет уникальную трехспиральную структуру, которая увеличивает структурную целостность белков. Фактически, исследование, проведенное Медицинским факультетом Университетского колледжа Лондона, экспериментально определило, что чистый коллаген I типа имеет модуль упругости от 5 ГПа до 11,5 ГПа. Следовательно, чистый коллаген I типа имеет почти в миллион раз большую структурную целостность, чем фибрин. Следовательно, коллаген гораздо труднее деформировать, чем фибрин, и волокна коллагена создают гораздо более сильные связи между тканями, чем нити фибринового полимера.
Посредством создания адгезионных белков, таких как фибронектин, фибробласты используются в исследовательских лабораториях, чтобы помочь культивировать клетки, которые обычно демонстрируют низкую выживаемость in vitro. Например, фибробласты используются для увеличения выживаемости стволовых клеток человека, которые легко подвергаются клеточному апоптозу. Как отметили исследователи из Гарвардского института стволовых клеток, кожные клетки «кератиноциты [стволовые клетки] человека могут размножаться in vitro при культивировании на питающих фибробластах клетках».
Помимо улучшения культуры и пролиферации стволовых клеток дермальные фибробласты также могут стать стволовыми клетками. Хотя дермальные клетки демонстрируют меньшую пластичность, чем другие типы клеток фибробластов, исследователи все же могут превратить эти клетки в индуцированные плюрипотентные клетки (IPC).
Как отметили исследователи из Гарвардского института стволовых клеток, исследователи получили фибробласты от мыши с серповидно-клеточная анемия и с помощью вируса «перепрограммировала эти клетки в плюрипотентные [стволовые клетки], скорректировала генетический дефицит с помощью гомологичной рекомбинации, перенаправила эти плюрипотентные клетки в гематопоэтические линии и трансплантировала эти сконструированные клетки в смертельно облученных мышей ". Животные, которые получали лечение стволовыми клетками фибробластов, демонстрировали повышенный уровень активности, что указывает на выздоровление от заболевания.
