WikiDer > Хондробласт

Chondroblast
Хондробласт
Схема хрящевых клеток, называемых хондробластами CRUK 032.svg
Схема хондробластов
Подробности
Идентификаторы
латинскийхондробласт
THH2.00.03.5.00002
FMA66783
Анатомические термины микроанатомии

Хондробласты, или же перихондриальный ячеек, это имя, данное мезенхимальный клетки-предшественники на месте, который из эндохондральная оссификация, сформирует хондроциты в растущем хрящ матрица. Другое их название - субхондральные корково-губчатые предшественники.[1] Они имеют эухроматические ядра и окрашиваются основными красителями.

Эти клетки чрезвычайно важны в хондрогенез из-за их роли в формировании как хондроцитов, так и хрящевого матрикса, которые в конечном итоге образуют хрящ. Использование этого термина технически неточно, поскольку мезенхимальные предшественники также могут технически дифференцироваться на остеобласты или же толстый. Хондробласты называются хондроцитами, когда они встраиваются в хрящевой матрикс, состоящий из протеогликан и коллаген волокна, пока они не лежат в матрице лакуны. Как только они встраиваются в хрящевую матрицу, они вырастают хрящевую матрицу за счет увеличения хряща. внеклеточный матрикс а не путем дальнейшего разделения.[нужна цитата]

Структура

У взрослых и у развивающихся взрослых большинство хондробластов находится в надхрящнице. Это тонкий слой соединительной ткани, который защищает хрящ, и именно в нем хондробласты помогают увеличивать размер хряща всякий раз, когда на это указывает гормоны Такие как GH, TH, и гликозаминогликаны.[2] Они расположены на надхрящница потому что надхрящница, расположенная снаружи развивающейся кости, не так сильно покрыта внеклеточным матриксом хряща, как внутренняя часть, и потому что здесь капилляры расположены. Тип роста, поддерживаемый хондробластами, называется аппозиционный рост кости и увеличивает рождение пораженной ткани. Важно отметить, что перихондрии и, следовательно, хондробласты не обнаруживаются на суставной хрящ поверхности суставы.[нужна цитата]

Формирование и состав матрицы

Внеклеточный матрикс, секретируемый хондробластами, состоит из волокна, коллаген, гиалуроновая кислота, протеогликаны, гликопротеины, воды, и множество макромолекулы. В готовом хряще коллагеновые волокна составляют 10-20% от объема, вода - 65-80%, а протеогликан-гиалуроновая кислота объединяет оставшуюся часть. Из-за пролиферативной природы хондробластов клетки составляют большую часть композиции, чем та, которая обычно содержится в законченном хряще.[3]

Волокна коллагена типа II отвечают за придание будущей хрящевой матрице растяжение сила. Структура этих волокон, как и большинства коллагеновых волокон, образует структуру тройной спирали.[3]

Протеогликаны сопротивляются сжатию, которое обычно оказывает на хрящ, и вызывают отек. давление отвечает за защиту матрицы от сжимающих нагрузок. Они присоединяются до 100 Сульфат хондроитина молекул и до 50 кератансульфата гликоаминогликан цепи. Эти цепи вместе прикреплены к основной цепи гиалуроновой кислоты, которая вместе с коллагеновыми фибриллами создает интерстициальное внутрифибриллярное пространство, в котором вода удерживается отрицательным зарядом протеогликанов.[4]

Разработка

Как следует из названия, мезенхимальные предшественники происходят из мезодерма. Эти клетки, формируясь из мезодермы, в частности, образуются из эмбриональные стволовые клетки через индукция через BMP4 и фактор роста фибробластов FGF2 в то время как плод находится внутри матки. Было высказано предположение, что дифференцировка эмбриональных стволовых клеток с этими факторами роста может предотвратить стволовые клетки, однажды введенные в потенциальную пациенты, от формирования тератомы, или стволовыми клетками, вызванными опухоли.[5]

Факторы передачи сигналов, транскрипции и окружающей среды, ответственные за создание хондробластов

Факторы транскрипции

Важно генетический Компонент этого процесса - Sox9, коробка HMG фактор транскрипции, который маркирует клетки-предшественники для хондрогенной дифференцировки. Инактивация гена Sox9 приведет к потере всего хряща и, следовательно, образования хондробластов. Этот фактор также выражен рядом с Sox5 и Sox6.[1]

Runx2 - еще один важный генетический компонент образования хондробластов. Было обнаружено, что экспрессия этого гена приведет к подавлению дифференцировки хондробластов. Экспрессия этого гена также побудит уже сформированный хрящ подвергнуться эндохондральная оссификация что заставит хрящ образовывать кость.[нужна цитата]

Здесь важно отметить, что эти гены - это не единственные факторы, определяющие образование хондробластов. Общая инактивация или активация этого гена не превращает все пораженные клетки в тот или иной тип. Внешний факторы окружающей среды действуют выше, определяя, какой тип клеток будет образовываться из какой-либо конкретной мезенхимальной клетки-предшественника.[нужна цитата]

Передача сигналов Wnt / β-катенина

Wnt14 контролируется Col2a1 и проходит через опосредованный β-катенином Wnt путь. Более высокие уровни Wnt14 предотвращают дифференцировку хондроцитов, тогда как более низкие уровни, по-видимому, позволяют это. Если путь Wnt / β-катенин активирован, то поощряется эндохондральное окостенение, которое способствует окостенению сформированного хряща. Этот путь является каноническим путем Wnt из-за β-Catenin, который накапливается, когда инициируется передача сигналов Wnt14. После запуска Wnt14 фосфорилирование β-катенина, который обычно помечает белок для разрушения, подавляется, что позволяет ему накапливаться и в конечном итоге попадать в ядро клетки связываться с факторами транскрипции LEF / TCF, которые приводят как к разрушению любого оставшегося фосфорилированного β-катенина, так и к дифференцировке мезенхимальных клеток-предшественников в остеобласты.[нужна цитата]

Тестирование этого пути показало, что Wnt / β-катенин увеличивает β-катенин уровни перед активацией факторов транскрипции Runx2 и Osx, что, по-видимому, предполагает, что ранние уровни β-Catenin могут быть признаком того, будет ли ранняя мезенхимальная клетка-предшественник прогрессировать до хондроцита или до остеобласта.[6]

Ретиноевой кислоты

Ретиноевая кислота, часть семейства молекул, называемых ретиноиды, должны быть репрессированы для образования хондробластов. Исследование 2003 г. с использованием трансгенный мышей со слабой, конститутивно активной ретиноевой кислотой рецептор обнаружили, что ретиноиды поддерживают клетки в пределах конденсации в прехондрогенном, мезенхимальном состоянии клеток, что предотвращает дифференцировку клеток.[7] Также было высказано предположение, что ингибирование опосредованной рецептором передачи сигналов ретиноидов вызывает Sox9 экспрессия, которая считается «главным переключателем» дифференцировки хондробластов.[7]

Факторы окружающей среды

Дифференциация хондробластов благоприятна в среде с высокой степенью сжатия. сила и низкий частичный кислород давление которые в совокупности ингибируют белок 3, белок, который подавляет дифференцировку хряща. Эти предпочтения важны, поскольку зрелый хрящ ткань является бессосудистый и, следовательно, он не подходит для среды с высоким содержанием кислорода.[1]

Функция

Хондробласты мигрируют в хрящ всякий раз, когда хондроциты разрушаются под действием механической силы. Оставшиеся хондроциты делятся, чтобы образовать больше хондробластов. HMGB-1, фактор роста, который способствует делению хондроцитов, в то время как рецепторы для продвинутых продуктов гликирования (RAGE) опосредуются хемотаксис для очистки клеточного мусора, возникшего в результате повреждения. Затем хондробласты выделяют вокруг себя хрящевую матрицу, чтобы восстановить утраченную хрящевую ткань.[нужна цитата]

Однако регенерация все еще идет слишком медленно, чтобы пациенты могли эффективно полагаться на этот механизм восстановления. Отчасти эта неспособность к быстрому восстановлению после травмы является следствием бессосудистый природа хряща по сравнению с другими соединительной ткани из тело человека.[нужна цитата]

Патология

Хондробластомы иногда могут образовываться, которые доброкачественные опухоли которые образуются в местах эндохондрального окостенения из-за чрезмерной стимуляции хондробластов. Когда они образуются, они обычно находятся на верхнем или нижнем большеберцовая кость а также верхний плечевая кость где активность хондробластов наиболее очевидна. Редко их можно найти на ступнях, руках, плоских костях или позвоночнике. 30–50% из них саркомы иметь сопровождающий остеобластома что также безобидно.[8]

Хондросаркома - это более злокачественный тип опухоли, но большинство из них являются опухолями низкой степени злокачественности и часто появляются в осевой скелет область, край. Он составляет 20% опухолей костной системы в Соединенные Штаты.[9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Крюгер, Ян Филипп; Хондке, Сильвия; Эндрес, Микаэла; Прусс, Аксель; Сиклари, Альберто; Капс, Кристиан (2012). «Богатая тромбоцитами плазма человека стимулирует миграцию и хондрогенную дифференцировку субхондральных клеток-предшественников». Журнал ортопедических исследований. 30 (6): 845–52. Дои:10.1002 / jor.22005. PMID 22058056.
  2. ^ Холл, Б. (1983). Хрящ. Нью-Йорк: Academic Press. ISBN 978-0-12-319501-2. Получено 2014-10-22.
  3. ^ а б Перл, Эндрю Д.; Уоррен, Рассел Ф .; Родео, Скотт А. (2005). «Фундаментальная наука о суставном хряще и остеоартрите». Клиники спортивной медицины. 24 (1): 1–12. Дои:10.1016 / j.csm.2004.08.007. PMID 15636773.
  4. ^ Кинг, М.В. (10 февраля 2014 г.). «Гликозаминогликаны». Получено 2014-10-22.[ненадежный медицинский источник?]
  5. ^ Ли, Т. Дж .; Джанг, Дж; Канг, S; Джин, М; Шин, H; Kim, D. W .; Ким, Б. С. (2013). «Усиление остеогенной и хондрогенной дифференцировки человеческих эмбриональных стволовых клеток путем индукции мезодермального клона с обработкой BMP-4 и FGF2». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 430 (2): 793–7. Дои:10.1016 / j.bbrc.2012.11.067. PMID 23206696.
  6. ^ День, Тимоти Ф .; Го, Сичжи; Гаррет-Бил, Лиза; Ян, Инцзи (2005). «Передача сигналов Wnt / β-катенина в мезенхимальных предшественниках контролирует дифференцировку остеобластов и хондроцитов во время скелетогенеза позвоночных». Клетка развития. 8 (5): 739–50. Дои:10.1016 / j.devcel.2005.03.016. PMID 15866164.
  7. ^ а б Hoffman, L.M .; Weston, A.D .; Андерхилл, Т. М. (2003). «Молекулярные механизмы, регулирующие дифференцировку хондробластов». Журнал костной и суставной хирургии. Американский объем. 85-А Дополнение 2: 124–32. PMID 12721355.[постоянная мертвая ссылка]
  8. ^ Aufderheide, A.C .; Rodríguez-Martín, C .; Langsjoen, О. (2011). «Хондросаркома». Кембриджская энциклопедия палеопатологии человека. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета.
  9. ^ «Эпидемиология рака костей: обзор».