文摘
多能间充质间质干细胞(msc)驻留在许多人体器官,包括异构和自我更新能力的细胞。这些细胞可以分离出不同的组织,他们的形态,immunophenotype,分化起源的潜在依赖于他们的组织。每个器官都包含特定人口的基质细胞维持它们所在的组织的再生过程,但他们中的一些人更广泛的可塑性和分化成多种细胞谱系。msc与成年人体组织组织再生和组织工程的理想候选人。然而,MSC结构不仅有助于组织修复还MSC具有强大的免疫调节和抗炎特性和组织修复的可能影响当地环境的调制。本文介绍当前的生物学知识的概述tissue-resident间充质基质和祖细胞(起源于骨髓、肝、骨骼肌、皮肤、心脏,肺)与组织再生和组织内稳态有关。
1。介绍
许多人类器官和组织,包括皮肤、肝脏、肌肉、胰腺、肺、脂肪组织,胎盘,骨髓(BM)、外周血以及其他人,包含一个未分化人口tissue-resident细胞促进组织修复和组织重构在一生。这些细胞具有特定属性:自我更新能力,能够产生后代祖细胞,多能——和分化成多种细胞类型的能力具体为特定组织。Tissue-resident基质细胞通常定位于特定的局部组织微环境,维护和控制一个特定类型的细胞或祖细胞的分化和成熟。
然而,随着年龄的增长许多器官间质细胞的功能,减少导致减少所有器官的再生潜力(1]。在文献中,不同类型的tissue-resident间充质基质细胞(msc)描述;然而,目前还不清楚这些细胞特定与产生它们仅为组织再生或他们的异质性是否允许他们分化成各种类型的细胞。msc与各种组织分享许多nonhematopoietic细胞标记包括CD29、CD44, CD73, CD90、CD105, MHC抗原类。Nonimmunogenic MSC的属性允许缺乏MHC II级抗原和缺乏costimulatory分子CD40, CD80和CD86。这些特点使得msc有前途的候选人为移植和再生医学的新治疗策略。
细胞轴承MSC特征已经从不同的器官和组织中分离出人体包括BM,脂肪组织,皮肤、肌肉、肌腱、骨骼、大脑、肝脏、肾脏、肺、脾胰脏胸腺,滑膜,脐带(2]。从年密集研究msc执行;然而,本地msc的位置和作用在他们自己的组织环境在活的有机体内还没有完全解释说,这主要是因为缺乏特定标记允许他们的准确识别3]。在自我更新的器官,基质细胞存在于特定的利基市场,构成组织的微环境维护祖细胞处于静止状态。激活信号传递后,祖细胞增殖和迁移到受伤的网站,他们区分并获得成熟的表型(4]。组织祖细胞利基体内平衡是由分工的祖细胞,保持原始的数量和提交细胞组织内(5]。
MSC起源于不同的组织位置表现出许多共同特征;然而,一些标记区分这些细胞的分化潜能。本文是介绍异同msc源于不同类型的组织基于其表面标记和再生潜力在其居住的器官和multipotential能够分化成其他血统。
2。骨髓间充质干细胞的来源
日期,msc起源于成人骨髓基质是最好的特点与多功能mesoderm-derived基质细胞分化能力。术语介绍了MSC的卡普兰在1991年作为一个类型的成人干细胞分化成不同的间充质细胞与自然潜力类型包括成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和其他(6]。从历史上看,msc是孤立首次从骨髓Friedenstein作为成纤维细胞的前体与未知的解剖位置在大英博物馆的环境7]。这些细胞的特点是塑料附着能力呈形态、广泛的扩散能力,和克隆扩张所证实的成纤维细胞克隆形成单位化验(CFU-F)。此外,BM细胞异位移植到不同的immunoprivileged网站,包括肾被膜,导致异位骨形成表明成骨前体细胞内存在BM环境。
从那时起,广泛研究骨髓msc的起源进行了msc的生物学特征和表面抗原表位。msc是异型的人口和表达各种表面抗原表位,包括整合素受体(CD29, CD49α、细胞粘附分子CD44、CD54 CD58、CD62L, CD105、CD106, CD146,和存在),酶(CD39 CD73),生长因子受体(CD140b, CD271、CD340 CD349),中间丝(巢蛋白、波形蛋白、肌间线蛋白和神经丝),和胚胎抗原(SSEA-1),但这些分子特定BM-derived msc(表1)[2,8]。隔离msc基于STRO-1 [9],antinerve生长因子受体CD271 [10,11),或细胞粘附分子CD146表达(12,13记录他们的异质性和单独使用这些细胞的能力。然而,进一步的研究证明,基于CD271 msc孤立和CD146表面标记构成两个截然不同的群体的msc BM起源和这些亚型在开发过程中可能有不同的功能和老化14]。
msc的异质性,不同的原生基质细胞隔离程序,和多元文化条件被Mesencymal原因定义和组织干细胞委员会国际社会的最小细胞治疗标准,描述人类间充质干细胞(i)塑料贴壁细胞,(2)表达CD73, CD90、和CD105的表面标记和缺乏表达CD34造血标记−,CD45−, CD14−CD79α−,HLA-DR−和(iii)潜在multilineage分化为成骨细胞,脂肪细胞,内层(15]。如果没有完成上述标准,应该使用“间充质干细胞”一词来源于附着的骨细胞或其他MSC-like细胞不同的起源。
广泛的研究描述MSC表型和生物学上执行人类BM-derived MSC在体外,但仍有一点证据表型在自然在活的有机体内环境。最近的研究对小梁骨活检标本记录细胞的存在与MSC抗原表达的模式不同的形态和microanatomic本地化(8]。Nonreticular基质细胞包括圆的基质细胞和骨衬里细胞表达CD73 CD140b, CD271抗原。另外一轮基质细胞表达CD10,而骨衬里细胞的神经神经节苷脂(阻止GD2)表达式。网状基质细胞如成纤维细胞的网状细胞和脂肪基质细胞(ASC)重叠CD10和CD146抗原和杰出的存在阻止GD2(对成纤维细胞的网状细胞)和CD73 (ASC) (8]。在许多研究中,介绍了msc在大英博物馆环境地形作为细胞支架的外表面血管和血管周的细胞,这些细胞CD146抗原(8,16,17]。msc排序基于STRO-1 + CD146 +表型表达平滑肌肌动蛋白α(αSMA)也是具体的周(18]。Tormin研究介绍,CD146 + / CD271 + BM细胞分数由正弦血管周的细胞和细胞驻留在大英博物馆的环境中,而骨衬里MSC表示CD271独自[19]。这些观察表明,msc驻留在髓腔,骨内膜,BM基质代表不同的msc导致分数不同的祖细胞发展自然BM微环境。
在大英博物馆的环境中,msc参与组织内稳态导致造血基质形成和调控分子生产包括干细胞因子(SCF)和趋化因子CXCL12,造血干细胞(HSC)的必要因素细分监管和维护。Downregulation CXCL12表达式的网状细胞和成骨细胞导致HSC动员b细胞祖细胞的外围和损失,而删除Cxcl12基质细胞在血管周的地区影响长期HSC重新繁衍活动和常见的淋巴祖细胞(20.]。然而,血管周的HSC利基更为复杂和支持其他细胞类型包括血管内皮细胞,交感神经,nonmyelinating雪旺细胞,巨噬细胞,成骨细胞,这与血管周的MSC合作负责自我更新、增殖,并贩卖HSC,从而维护HSC的池(20.]。因此,水平CXCL12表情MSC起源于不同的HSC龛证实MSC多样性在大英博物馆舱和对HSC和淋巴祖细胞活动的影响。
最近的研究证明,基质细胞起源于不同的组织(BM)显示显著差异分化,这些研究结果表明,基质细胞分子表型和从其他来源可能无法替代骨髓基质细胞的起源(21]。
3所示。肝脏祖细胞
肝脏是通过居民肝细胞的再生潜力和cholangiocytes中度肝损伤发生时。然而,肝细胞的自我更新能力有限,当巨大的肝损伤或部分肝切除术。在这些特定的条件下,人类肝脏基质/祖细胞(22,23)在啮齿动物和椭圆形细胞(24,25),命名为自己的形态外貌和椭圆核小细胞,可以参与肝脏再生。人类肝祖细胞bipotent前体hepatoblasts cholangioblasts和驻留在导管板块在胎儿肝脏和运河附近的郝林门户三合会的腺泡在成人肝脏(23]。他们表达特定标记EpCAM (上皮细胞粘附分子)允许他们的免疫选择(表1)。EpCAM阳性细胞描述高单独活动超过150人口翻了一番。此外,EpCAM阳性细胞的多能性和分化成胆汁祖细胞和hepatoblasts允许这些细胞的自我更新能力。除了EpCAM,肝祖细胞表达CD29, CD133,和NCAM (CD56)分子,他们是消极的造血标记(CD34、CD45、CD38、CD14),为内皮细胞标记(VEGFR、vWF、和CD31)和间叶细胞标记定义为作者CD146,肌间线蛋白α光滑的肌肉肌动蛋白。然而,体外单独使用扩张EpCAM阳性细胞显示存在间充质细胞“同伴”,穿透殖民地和在他们被发现。间充质细胞“同伴”代表两个不同的种群:发病机制积极VEGFR、vWF、CD31、和CD117 (c - kit)和CD146表达+肝星状细胞,肌间线蛋白α光滑的肌肉肌动蛋白。额外的严格的免疫选择EpCAM +细胞证明从间充质“同伴”细胞旁分泌信号是EpCAM +细胞生存所必需的23]。据推测,在间充质细胞“同伴”,周(CD146 +, CD90 + CD140b +),正常情况下局部在人类胎儿和成人肝门静脉周的血管,导致单独的潜力EpCAM细胞(26]。研究啮齿动物模型引入cholangiocytes EpCAM是椭圆形细胞上表达,而TROP2相关蛋白质,EpCAM家族的一员,表示只在椭圆形细胞,表明TROP2是一个宝贵的椭圆形细胞特征的标志。TROP2表达,调节在椭圆形细胞肝脏受伤,增加调节的可能性和/或增加细胞内信号EpCAM支持椭圆形细胞的增殖和迁移到肝实质(27]。
椭圆形细胞,公认为兼性成人肝脏祖细胞通常驻留在肝脏汇管区,增生性静止。肝脏严重损伤后,椭圆形细胞激活和迁移到肝实质和分化成肝细胞和cholangiocytes。然而,椭圆形细胞的起源是有争议的,研究证明,椭圆形细胞起源于骨髓(28]。在严重肝损伤、肝细胞移植SDF-1的表情α,一个强有力的化学引诱物的造血细胞趋化因子受体CXCR4 +。椭圆形细胞表达趋化因子受体CXCR4,唯一SDF-1受体α。互动SDF-1α/启动激活的椭圆形细胞趋化因子受体CXCR4是至关重要的,当受损肝细胞增殖,并维持干细胞利基市场通过祖细胞迁移的控制可能的招聘第二波起源于骨髓祖细胞肝脏受伤的一面(25,29日]。
的肝星状细胞代表分数liver-resident细胞形态学与像星星一样,位于肝正弦内皮细胞和肝细胞。Perisinusoidal肝脏星状细胞代表MSC和规范基本肝脏生理和病理过程。在正常情况下,星状细胞静止和增殖率较低,但是,肝损伤后,这些细胞逐渐激活和改变他们的休眠表型为活跃myofibroblastic-like表型。Myofibroblastic-like表型的表达特征α光滑的肌肉肌动蛋白(αsma)和肌间线蛋白中间丝。此外,活化的肝星状细胞表达神经标记包括胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)、巢蛋白和N-CAM。这些观察表明神经肝星状细胞起源的可能性。这些细胞也表达CD271,称为p75NTRF(神经生长因子受体家族),这是一种间充质基质细胞的标志,用于他们的积极的隔离。然而,主要的肝星状细胞的细胞表型取决于他们的胎儿或成人肝脏起源和是高度动态的,时间依赖,依赖和文化条件。在早期阶段,文化胎儿CD271阳性细胞不表达αsma和CD90,但之后再培养培养CD271细胞表现出强烈的表达这些标记。相比之下,新孤立CD271细胞从成人肝星状细胞的所有标记表达(30.]。然而,这两种类型的CD271细胞表达了对msc的表型特征包括CD73和CD105造血CD34、CD45标记为阴性。自己研究tissue-resident基质细胞记录的组织分布在肝脏细胞自我更新能力,表达CD73, CD90、和c - kit,这些细胞在门静脉周的局部区域的肝脏如图1(31日]。
因此,人类肝脏的再生能力是不相关的一种肝脏祖细胞再生潜力。不同类型的干细胞,而合作的肝脏维持肝细胞完整性和体内平衡是必要的。
4所示。骨骼肌间叶细胞的祖细胞
骨骼肌,类似于产后的组织,包含天然的居民成年祖细胞维持骨骼肌的再生潜力。校长祖细胞负责肌肉卫星细胞再生,一个静止bipotent组织细胞群位于基板和肌纤维膜之间32]。卫星细胞的激活是由肌肉拉伤和由近端控制信号从肌肉利基,微脉管系统和炎症细胞(33),以及系统性因素(34]。激活卫星细胞作为基质/祖细胞有助于修复受损的肌纤维,或者他们可以产生新的肌纤维细胞分裂和相互融合或与现有的细胞。此外,卫星细胞有能力补充储备池tissue-resident祖细胞在骨骼肌通过自我更新能力35]。静止卫星细胞表达CD34、CD56、Myf5表面抗原和配对转录因子Pax7盒;然而,表达CD34 +拒绝在分化成肌母细胞(36]。我们的研究证明,MSC标记,CD73 CD90,表达了在单一的研究骨骼肌干细胞和本地化的特定组织之间的隔间的基板和肌纤维膜肌肉的肌纤维(31日]。此外,骨骼肌祖细胞,但不是祖细胞在皮肤、肝脏,或心脏完全表达转录因子Pax7(图1)。
卫星细胞池中相对稳定的生活;然而,它在特定的肌肉可能有所不同。有人建议,卫星细胞由两个截然不同的群体,一个负责肌肉再生,但它们的数量却降低了随着年龄的增长,和第二个被激活以应对严重的肌肉拉伤,一生中保持恒定数量(1,37]。
除了卫星细胞,多种tissue-resident祖细胞存在于骨骼肌组织内稳态的维护中发挥了重要的作用(32]。肌原性的潜在nonsatellite祖细胞被发现在一个细胞群居住在新生儿的心肌间质(38]。这些细胞演示multilineage潜力,属于间充质祖/基质细胞(MSC)证实了广泛的基因表达常见MSC (39]。这些肌肉祖细胞由CD34的表达特点,强调中介PW1,但他们负Pax7 (PW1 + / Pax7−间质细胞,图片)。这样的研究显示:细胞有助于形成新的肌纤维和卫星细胞生成记录在体外当cocultured与成肌细胞在活的有机体内当移植到再生肌肉环境。然而,PW1 + / Pax7−人口负为内皮标记证明CD31负染法(38]。
另一个muscle-resident nonsatellite祖细胞的人口是bipotent纤维/脂肪形成的祖细胞(fap)局部肌肉间质和邻近的muscle-associated血管。这些细胞表型CD31−/ CD45−和强烈PDGF表达α和波形蛋白标记相关的间叶细胞祖细胞(40]。大多数的晶圆厂(超过90%)脂肪形成的能力。然而,这些细胞不同于图片,因为他们不证明直接肌原性的潜力。间充质fap祖细胞,但不是PW1 +细胞,导致肌肉再生通过旁分泌因子il - 6的分泌,igf - 1, Wnt1显著增强终端分化成肌细胞[41,42]。
肌原性的潜力也证实endothelial-like中胚层祖细胞pericytic特性(43]。,位于周围的周血管基底膜,在人类骨骼肌肌原性的代表前体不同于卫星细胞。Muscle-resident周肌原性的标记包括Myf5负面,MyoD, MyoG。他们确定了碱性磷酸酶表达(美联社)和他们表达神经胶质的2蛋白聚糖(NG-2),血小板源生长因子受体β(PDGFRβ)和α平滑肌肌动蛋白(αSMA)。对肌肉的刺激在体外有能力的肌原性的分化。在活的有机体内研究中,老鼠肌肉萎缩症,记录周皮细胞移植到小鼠scid-mdx拓殖主机肌肉和生成肌肉纤维表达人类肌营养不良蛋白(43]。后来的研究表明,对有能力的比例与肌纤维融合在产后早期和导致肌细胞生成。
Muscle-resident间充质基质/祖细胞构成异构与不同的细胞分化能力和在组织内稳态中发挥重要的作用。他们中的大多数,像卫星细胞,图片,和周直接肌原性的分化能力在活的有机体内,而间质祖细胞工厂/ MSC有效支持通过旁分泌生长因子分泌肌细胞生成。因此,有效的再生潜力的骨骼肌受损与协作多个异构肌肉祖细胞类型之间的交互驻留在组织。
5。的烹饪和多功能基质细胞
细胞再生的存在潜在的皮肤可以归因于维持体内平衡和反应损伤。皮肤由表皮和真皮层,在稳定的再生过程,包含大量的细胞来自中胚层和外胚层44,45]。自我更新能力的表皮和毛囊取决于前驱细胞存在于表皮,真皮乳头状突起,突起。progenitor-like细胞或皮肤msc的存在证实了识别的几种类型的成人皮肤基质或祖细胞局部皮肤的两层包括真皮基质细胞和表皮基质细胞(20.,45,46]。此外,烹饪和前兆等其他皮肤结构的局部毛囊,血管,感官受体和神经末梢导致再生过程和维护皮肤的完整性。孤立的内生烹饪和前兆有能力扩散对于非专门化的表现型的许多段落,但在特定条件下可以分化成特定的细胞类型包括neuroectodermal和中胚层的血统。在皮肤上也存在不同类型的MSC,在细胞培养及其生物学特性不同。附着skin-origin msc是生长在血清的存在,对间充质干细胞表达标记特定血统CD73, CD90、CD105,是造血负merkers包括CD34、CD45、CD14、CD31, HLA-DR,纤连蛋白和巢蛋白是消极的和积极的,波形蛋白,和i型胶原相比之下,烹饪和前体在文化没有血清形式浮动球体和表达巢蛋白,标记区分他们从塑料贴壁细胞20.,45,47]。此外,血清扩大浮动球体代表烹饪和中胚层但更高的神经源性分化潜力有限的前兆与神经嵴干细胞(45]。
多样性的人类MSC真皮的起源也证实了研究间充质祖细胞从包皮分离样品(48]。原位分析进行皮肤样品显示,MSC标记CD73 CD90、CD105,以及CD271 SSEA-4,表达在不同的真皮细胞类型包括内皮细胞(CD31 +, CD34 +)和白细胞(CD45 +)。然而,CD73 CD90、CD105阳性细胞缺乏内皮细胞和白细胞标记也识别和这些细胞被认为是一个潜在的间叶细胞的祖细胞。孤立的真皮间充质祖细胞表面标记表达类似于骨骨髓来源MSC。真皮基质细胞代表不同的人口,除了间叶细胞祖细胞,在真皮plastic-adherent人口,分化成纤维细胞。免疫选择基于CD271 + MSC和SSEA-4标记附着皮肤证实了他们的间充质细胞分化能力,从而区分真皮MSC分化成纤维细胞。然而,CD271 +细胞群显示更高的脂肪形成的,成骨的,和chondrogenic分化能力相比,SSEA +细胞,是细胞间充质来源的人口具有分化潜力有限的脂肪生成(48]。
大腿皮肤,来自人类,我们识别标记与表型相关的修复基质细胞,本地化的上皮的基底的表皮层和皮肤附属器的结构(c - kit, CD90)。CD73阳性细胞,而血管周的区域(图中1)。这些观察结果再次证明tissue-resident基质细胞的多样性与他们特定的利基。
因此,皮肤,尤其是在美学研究手术切除包皮和皮肤,构成选择生物废弃物和可以作为一个替代的progenitor-like细胞来源的骨髓msc起源,这可能是申请研究组织修复和细胞再生医学治疗。
6。心脏干细胞
人类心脏包含人口的原始细胞自我更新,单独使用,多功能属性和这些细胞能够分化成心肌细胞和冠状血管。居民心脏祖细胞代表异构人口分类根据其生物学特性和表面标记一边人口(SP), c - kit + (CD117 +),干细胞antigen-1(本来+)、胰岛1 +,SSEA-1 +,和“cardiospheres”[49]。在人类心肌,心脏祖细胞在心脏局部领域由细胞和成纤维细胞组成的,代表了支持细胞,允许维护心脏干细胞之间的平衡静止和激活(5]。心脏祖细胞表型CD73 +, CD90 +,和c - kit +,连接到细胞和成纤维细胞在心脏位置,确定了在我们的组织分布研究基质/祖细胞(图1)[31日]。
一边人口心脏祖细胞是异构的,代表不同的亚种群被VE-cadherin, CD31, CD34,本来就和由血管内皮细胞、平滑肌细胞、间叶细胞祖细胞包括cardiomyogenic前兆。在啮齿动物中,SP心脏祖细胞被描述为本来就+ c - kit +, CD34 +, CD31−,和CD45−细胞表达心脏特定的转录因子。在隔离和在体外文化、SP心脏祖细胞获得了心肌细胞表型表达sarcomeric记录的蛋白质、肌钙蛋白α心脏辅肌动蛋白(49,50]。在在体外刺激,这些细胞显示多功能分化能力不仅为心肌细胞,也为典型的神经嵴血统包括神经元,神经胶细胞,平滑肌(51]。在活的有机体内研究大鼠模型,记录心脏祖细胞SP的房屋受损心肌和分化成心肌细胞和内皮细胞后静脉输液(52]。
c - kit是干细胞因子酪氨酸激酶受体主要描述骨髓来源的造血干细胞(53]。不同居民心脏干细胞群支持心脏再生,阳性c - kit,和阴性血血统标记CD34−−,和CD45−首次报道了贝尔特拉米et al。54]。后来的研究证实了c - kit积极心脏祖细胞的潜力减少梗塞大小和改善心肌梗死后心脏功能(55]。隔离和在体外扩张的c - kit阳性细胞从心脏组织显示心肌细胞分化潜能得到心肌细胞标记物的表达,包括确认α心脏辅肌动蛋白、心脏肌球蛋白、肌间线蛋白和联接蛋白(54,55]。然而,据塔林et al。, c - kit阳性细胞作为心脏祖细胞在新生儿阶段,但在成人心肌,而负责neoangiogenesis [56]。c - kit + CD45−细胞分离出人类心脏切片coexpress内皮祖细胞CD31标记,CD34,趋化因子受体CXCR4, FLK-1,指示进一步分化为内皮细胞(57]。最近的观察的理论引入c - kit阳性细胞构成两个种群,高c - kit +细胞工作的心脏祖细胞和低c - kit +人口可能函数作为MSC (58]。证实了c - kit阳性细胞的多潜能分化成脂肪细胞和骨骼肌细胞的能力。
缺氧有利于心脏祖细胞静止,而normoxia是必要的激活和心脏祖细胞缺氧和常氧之间的平衡可能出现在年轻的心,而组织氧缺陷发生在旧的心肌可能会扰乱体内平衡控制。最近的研究报告说,在衰老心肌静c - kit积极心脏祖细胞的数量增加与完整的端粒不能进入细胞周期,而肌细胞修复控制除以心脏祖细胞端粒缩短。这个观察表明,一个功能主管心脏祖细胞池,嵌套在衰老心肌缺氧环境,可促进肌细胞再生活化后干细胞因子(59]。
本来阳性细胞心肌内代表心脏祖细胞的基于异构群的不同子集coexpressed干细胞标记。心脏祖细胞CD31表达本来就+ +和缺乏血液细胞谱系标记c - kit, FLT-1, CD45和CD34 -被确定在成年小鼠心肌60]。这些细胞可以分化成心肌细胞结构性心脏基因的表达。本来就与催产素c - kit表达阳性细胞刺激,CD45和CD34跳动的心肌细胞生成,而本来+ CD45−细胞在相同的条件下显示多功能分化为成骨的能力和脂肪形成的血统61年]。
Islet-1期间视为真正的心肌细胞祖细胞出现阳性细胞胚胎发生和导致右心室流出道,尽管目前尚不清楚这些细胞存在于成人心肌(62年]。在心肌中,心脏祖细胞表达stage-specific胚胎antigen-1 (SSEA-1)。这些细胞代表人口的一个不成熟的胚胎祖细胞分化成心肌、心内膜细胞新生儿心脏发展阶段。有人建议,SSEA-1 +心脏干细胞心脏祖细胞可以产生更多的承诺表达c - kit,本来就63年]。
居民心脏祖细胞心肌内大量存在的领域优先位于顶端和心房和心室,有效保护组织在生理条件下的完整性。然而,居民心脏祖细胞的数量可能不足以达到广泛的心肌梗死后受伤的组织。这可能表明,固有能力的心肌梗死后心肌再生受损的细胞是不够的。这可能解释等不利因素的作用(i)剥夺氧气交付在梗死区不仅对心肌细胞坏死,也导致居民死亡的祖细胞在梗塞网站,(ii)和居民心脏祖细胞积累敏锐地在边境的梗塞,不能从可行的组织迁移到受伤的网站,因为他们的易位受损心肌是阻碍。这不仅与相关解剖屏障(疤痕形成),但也有限的生长因子的生产(肝细胞生长因子、胰岛素生长因子和源自基质生长因子)促进招聘网站的心脏祖细胞的损伤,和受伤的心肌的炎性环境可能有负面影响在心脏祖细胞生存能力和分化64年,65年]。
因此,自体居民心脏祖细胞,分离出成人心肌,可能提供不同的优势其他成体干细胞的治疗心血管疾病的修复和precommitted心血管血统。
7所示。肺间质和祖细胞
肺是一个有条件地更新的器官,气道上皮细胞周转率小于1%每天在稳态条件下,这肺的再生能力是在不断更新的组织相比,如骨髓、能够产生大约109每天造血细胞。然而,严重受伤后,自我更新的基质的潜力和肺上皮细胞祖细胞迅速增加和补偿性增长的多功能细胞权证的再生的肺66年]。肺内许多不同的上皮细胞类型存在,它们分布在不同的地区沿着肺呼吸道微环境。许多研究在小鼠模型和少数文献报道人类肺部描述假定人口的成年内生气道和肺泡上皮细胞祖细胞;然而,这些细胞到一个层次结构的特征和分类仍有争议(67年]。
内源性组织基质和成人肺上皮细胞祖细胞是特定的区域分布和沿proximal-distal轴气道树的函数。气道的近端部分包括气管软骨,由柱状排列pseudostratified与粘膜下腺体上皮细胞,包括基底、分泌,纤毛,神经内分泌细胞。基底细胞代表祖/细支气管上皮细胞和基质细胞表达为特征的神经生长因子受体(NGFR), p63 cytokeratin-5 cytokeratin-14,水通道蛋白3。在隔离和体外文化,他们成立了阳性克隆结构纤毛细胞和俱乐部(称为克拉拉细胞)68年,69年]。人口从细支气管利基基底细胞可以迁移到受损的肺泡上皮细胞,增殖修复牙槽区域(69年]。
的远端部分气管两旁是柱状上皮细胞和由不同的细胞包括俱乐部细胞,纤毛细胞,杯状细胞、神经内分泌细胞(66年]。上皮内稳态期间,俱乐部细胞可以自我更新和产生纤毛细胞,而纤毛细胞没有自我革新的能力(70年,71年]。俱乐部内的细胞,住的远端轴气道树,一个独特的人口的细胞称为变体俱乐部细胞存在,它们位于支气管肺泡管结。变体俱乐部潜在细胞自我更新和分化能力为俱乐部细胞能够修复萘受伤后细支气管上皮细胞(71年]。另一个远端气道基质和祖细胞的人口是罕见的细胞称为bronchioalveolar干/祖细胞(66年]。Bronchioalveolar祖细胞干细胞标记本来是积极的,EpCAM阳性和阴性造血(CD34、CD45)和内皮细胞标记(CD31) [72年]。在体外研究证明,bronchioalveolar祖细胞能分化成细支气管和肺泡殖民地和自我更新能力。此外,细支气管损伤后数量增加,这表明他们的角色在组织再生(73年]。
终端的一部分肺组成肺泡与特定的肺泡祖细胞,分化成surfactant-producing肺泡II型细胞和gas-exchanging肺泡I型细胞(71年]。人口的肺泡祖细胞,表达层粘连蛋白受体α6β4整合素,位于肺泡上皮细胞和促进气道和肺泡组织再生能力在实验模型实质损伤后(74年]。
居民肺间充质基质细胞构成的一个关键要素呼吸道上皮祖利基市场沿着proximal-distal轴树(71年,72年,75年]。肺间充质基质细胞分泌FGF 10,导演分化所必需的一个关键因素在发展中肺(71年]。此外,它已经证明,肺间充质基质细胞,EpCAM负面,本来就积极,与肺上皮cocultured祖细胞(EpCAM积极),支持他们的增殖和分化并产生殖民地包括气道,肺泡,或混合肺上皮细胞谱系75年]。
等区域基质祖细胞黏膜下腺体/道祖细胞,基底细胞,细胞变异俱乐部,bronchioalveolar干/祖细胞,肺泡祖细胞,存在于不同的细分市场的呼吸道负责维护特定的上皮细胞谱系完整性在特定地区的航空公司。不同人群的tissue-resident基质和祖细胞参与区域内稳态肺组织损伤后的修复。因此,肺癌是一个高度协调过程的稳态肺间质和祖细胞的增殖和分化,需要平衡免疫调节和促进组织再生。
8。总结
多功能msc驻留在特定组织组成的壁龛细胞为tissue-resident祖细胞创造特定的微环境,促进他们保持组织内稳态。利基提供细胞信号调控干细胞的自我更新和分化的能力/祖细胞驻留。利基也控制干细胞/祖细胞分裂和活动保持癌症形成。祖细胞的平衡静止和活动的一个特点是功能定位和受内部(如DNA损伤)和外部信号导致自我更新和分化的祖细胞。
MSC可以很容易地分离出不同组织来源,扩大在文化,在适当的条件下适当的分化。根据其组织的起源、msc是倾向于引起组织细胞的类型从他们来的地方。因此,msc从成人组织组织再生和组织工程的理想候选人。然而,msc结构不仅有助于组织修复,但msc具有强大的免疫调节和抗炎作用,通过直接和信息交互或分泌多种生物活性因子可能影响局部组织修复当地环境的调制。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
承认
这项工作是由美国国家科学中心授予N N407 121940。