Az embrionális vesefejlődés, az őssejtek és a Wilms-tumor eredete

Kapcsolatba lépni:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Absztrakt:A felnőtt emlősveserosszul regenerálódó szerv, amelyből hiányoznak azok az őssejtek, amelyek a funkcionális homeosztázist pótolhatnák, hasonlóan például a bőrhöz vagy a vérképző rendszerhez. Ellentétben az érettekkelvese,az embrionálisveselegalább három fajta vonalspecifikus őssejteket tartalmaz, amelyek (a) ureter- és gyűjtőcsatorna-rendszert, (b) nefronokat és (c) mezangiális sejteket a stroma kötőszövetével együtt eredményeznek. Széles körű érdeklődés övezi ezen embrionális progenitor sejtek iránt, amelyek általában születés előtt elvesznek az emberben, de a gyermekgyógyászatban továbbra is a differenciálatlan nefrogén sejtek részét képezik.vese-rák Wilms daganat. Itt a jelenlegi felfogást tárgyaljukvese- specifikus embrionális progenitor szabályozás a fejlődő vese veleszületett környezetében és a kiegyensúlyozott szabályozásukban fellépő zavarok, amelyek Wilms daganat kialakulásához vezetnek.

Kulcsszavak:vese; organogenezis; gyermekkori rák; őssejtek; különbségtétel; önmegújulás, Renal

BevezetésAz őssejtek nemcsak a normális fejlődéshez és a szöveti homeosztázishoz, hanem a daganatképződéshez is alapvető alapot képeznek. A felnőtt emlős vese többnyire mentes az őssejtektől, ezért nem regeneratív szervnek minősül, különösen, ha a regenerációt az új nefronok generálására és a szűrési kapacitás visszanyerésére való képesség határozza meg.[1]. Ezzel szemben az embrionális vese legalább háromféle, vonalspecifikus őssejteket tartalmaz (ezeket itt progenitoroknak nevezzük), amelyek az uretert és a gyűjtőcsatorna rendszert, a nefronokat és a stroma kötőszövetét eredményezik.[2,3]. Ezek a progenitor sejtek jelentős érdeklődést váltottak ki a regenerációs alapú vesegyógyászatban való felhasználás iránt, de a differenciálatlan sejtfenntartás biztonsága a posztnatális vesékben lényegesen kevésbé tárgyalt téma.

A biztonsági értékelés szerves része a szövetekben élő progenitor szabályozás alapos ismerete. A szövetspecifikus progenitorok fenntartását és differenciálódását irányító mechanizmusok aberránsan újraaktiválódnak számos rákban[4]. Ez különösen nyilvánvaló az embrionális eredetű daganatokban, mint például a Wilms-tumor (WT; 1. ábra), a medulloblasztóma és a retinoblasztóma.

A nefronok, az emlősök veséjének funkcionális szűrőegységei és a vese strómái a metanephric mesenchymből származnak, amely mindkét származásnál különálló progenitor készleteket tartalmaz[5,6]. A metanefris szövet általában a születés előtt elveszik az emberben, de a Wilms-daganatos betegek differenciálatlan nefrogén állományának része marad.[7,8]. A normál szövetekben élő progenitorok és a rákot okozó őssejtek közötti különbségek megértése szükséges ahhoz, hogy megalapozzuk azokat a transzformációkat, amelyek a normál vese őssejteket Wilms-daganatos őssejtekké változtatják. Ez alapvetően segíthet az egyénre szabott betegség-prognózis és a tumor kemoszenzitivitásának előrejelzésében, ezáltal elősegítve a betegek jobb rétegződését és az agresszív kezelési stratégiát igénylő betegek azonosítását.[9]. Ez az áttekintés áttekintést nyújt arrólveseA fejlesztést egy összefoglaló követi, hogy a ductus és nephron progenitorok összegyűjtése hogyan járul hozzá a normál vesemorfogenezishez, hogy jobban megértsék alapvető hasonlóságukat és különbségeiket a Wilms-tumorbiológiával.

1. ábra Nephroblastomatosis és Wilms-daganat. (A) Példa az emberi születés utáni állapotravesea nephroblastomatosis nefrogén maradványaival (csillagokkal), amelyek szorosan összetömörödött sötétkék sejteknek tekinthetők avese-kéreg. (B) Egy példa az emberrevesea Wilms-daganat klasszikus morfológiájával. Embrionálisra hasonlítveseblastemális (B), stromális (S) és hámsejteket (a nyilak) mutatva, amelyek azonban nem szerveződnek tipikus szöveti struktúrákká.

Wilms-daganat A Wilms-daganatok (1. ábra) az egyik leggyakoribb szolid daganat a gyermekeknél, előfordulási gyakoriságuk 1:10,000, és általában ötéves kor előtt jelentkeznek. Bár vannak jó kezelési lehetőségek bizonyos szövettani daganattípusok esetében, és túlélési arányuk is jó, más típusok, például az anaplasztikus Wilms-daganatok 5-yfar túlélése még mindig csak 50 százalékos. Ezért továbbra is egyértelmű klinikai igény mutatkozik a Wilms-daganat terápiás lehetőségeinek javítására; ennek eléréséhez elengedhetetlen e daganatok alaposabb ismerete.Amint azt máshol alaposan áttekintették[7], A Wilms-daganatok már régóta foglalkoztatják a klinikusokat, patológusokat és rákgenetikusokat. A daganatok az embrionális fejlődés során fellépő problémák közvetlen következményeivese,és ez volt az egyik ráktípus, amely alapján Alfred Knudson kifejlesztette a tumorszuppresszor gének két találatos modelljét.[10]

antocianin kiegészítőAKARATA VESE-/VESEBETEGSÉG JAVÍTÁSA

Embrionális vese VeseA morfogenezis a kiegyensúlyozott, kölcsönös szöveti kölcsönhatások klasszikus példája[11-13]. Alapvető ismereteink nagy része arról, hogyan avesefejleszti a klasszikus videóban végzett szöveti rekombinációs/indukciós kísérletekből származik különböző modellszervezetekben, amelyeket egereken végzett in vivo géninaktivációs vizsgálatokkal egészítenek ki[14,15]. Ezek a kísérletek bebizonyították, hogy az emlősvesea köztes mezodermából származik, amely három térben és időben elkülönülő vesét eredményez, amelyeket pro-, mezo- és metanephrosnak neveznek.[15—17]. A metanephros organogenezise, ​​a véglegesvese,az epithelialis ureter bimbó (UB) elágazó morfogenezisét használja fel a jövőbeli szerv növekedésére és mintázatára, míg a nefron differenciálódás a születőben lévő metanefris mesenchymában megy végbe, amely minden egyes UB csúcsot körülveszi (ábra). 2). Minden újonnan képződött UB felelős azért, hogy a metanephric mesenchyma populáció többsége érintetlen maradjon, miközben szubpopulációját lépésenkénti mesenchym-epithelium átalakulásra készteti a T-bimbó epitélium hónaljában, hogy funkcionális nefront hozzon létre.[18]. Ennek a ciklusnak a szigorúan szabályozott módon történő hangszerelt megismétlése biztosítja az összes releváns sejttípus fenntartását a ciklus befejezéséig.veseorganogenezis.VeseA stroma a mesenchymalis populáció része, amely a nefronképző mesenchymát lefedi, és nemcsak a mesangialis sejtek és az interstitium képződésében kritikus, hanem aktívan részt vesz az elágazó morfogenezis szabályozásában, a nefronok és az érrendszer megfelelő differenciálódásában is.[19—24]. Míg a beidegzés és az érhálózat kialakulása a funkcionális alapvető jellemzőiveseA fejlesztés és a legújabb tanulmányok endothel prekurzorok jelenlétét jelzik az eanbryonicbanvese,ezeket a témákat itt nem tárgyaljuk (a Látnivalókért lásd[25-33]).

2. ábraveseleszármazási vonalak és eredetük. A bal oldali ábra egy embrió sematikus bemutatását mutatjavesea kétágú ureterbimbóval (UB, kék), amely a Wolffi-vezetéknek nevezett közbülső mezoderma epiteliális átalakulásából származik. Amint azt a középső séma mutatja, az ureterbimbó törzs és csúcs régiókra van felosztva, ahol a csúcsok differenciálatlan sejteket képviselnek, a törzseket pedig differenciálódásra kész sejtek foglalják el. A hám érése során az összekötő duktális sejtek speciális interkalált és fő sejttípusokká differenciálódnak. A jobb oldalon metanephric mesenchyma (MM, zöld), amely körülveszi az epiteliális UB-t, a vonalak láthatók. A metanephric mesenchyme sapka kondenzátum mezenchimból áll, amely nephron progenitorokat és stromasejteket tartalmaz. A sapka kondenzátumában lévő nephron progenitorok mezenchim-epithelium átalakuláson mennek keresztül, hogy elindítsák a nefron összes szegmensének (glomerulus és szegmentált tubulusok) differenciálódását az UB hónaljában. Az MM stromasejtjei differenciálódnakvese-stroma vonalak.

A köztes mezoderma az epithelialis nephricus (Wolffi-) csatornává differenciálódik, amely ezt követően az embrió hátsó vége felé növekszik, és ezzel egyidejűleg meghatározza a metanephric mesenchymát az embrió hátsó részében[34]. A kloákához (a jövőbeli urogenitális sinushoz) való kapcsolódás után, ami az embrionális 10.5. napon következik be (E10.5) egereknél, a definitívveseakkor következik be, amikor az epiteliális nephricus egyetlen rügyet képez, amely a szomszédos metanefris mesenchymává nő, és létrehozza az ureterrügyet (UB)[35,36]. Veseaz emberben a fejlődés a terhesség 28. és 30. napja körül kezdődik. Az elmúlt néhány évben nagy ugrások történtek az emberi fejlődés részletes időzítésének megértésében.vesedifferenciálódás, molekuláris és morfológiai mechanizmusai[37—39]. Ezek a tanulmányok alátámasztják a korábbi tanulmányok alapján kialakított korábbi nézetet, miszerint bizonyos különbségek ellenére,vese-a differenciálódás egerekben és emberekben jól konzervált.

Általánosan elfogadott, hogy miutánveseindukció, a bimbózás és az első UB elágazási esemény cellulárisan és molekulárisan különbözik a későbbi elágazási eseményektől, amelyek szorosan összefüggenek a nefrogenezissel[40,41]. Például a kezdeti UB-t kibocsátó nephricus és maga az UB egy pszeudosztratifikált hámból áll, és a korai metanephric mesenchyma transzkripciós profilja eltér a nephron progenitor populációját képviselő cap mesenchymétől.(https://www.gudmap.org/chaise/record/#2/RNASeq:Replicate/RID=16-2PQ2(Hozzáférés: 2021. január 27.)[42-46]. A kezdeti UB kialakulását követi a megnyúlás, majd az UB csúcsának ampullává történő megnagyobbodása, végül az ampulla T-alakú ágakká történő kettéválasztása.[41]. Valamilyen módon, bár többnyire ismeretlen mechanizmusok, az első T-rügy kialakulása olyan molekuláris gépezetet hoz létre, amely képes fenntartani a nefrogén programot a születő metanefris mesenchymában körülbelül a 30-32. terhességi hétig emberben és a korai posztnatális napokig egerekben. túl vannak magának az elágazó morfogenezisnek a megszűnésén[47-50].

A szükséges kulcsfontosságú átírási faktorokveseAz indukció közé tartozik az Eya1, Hox11 A és D paralógok, Pax2, Sall1, Six1 és Wt1[45,51-55], és szerepüket máshol alaposan áttekintették[56,57]. Jól bebizonyosodott az is, hogy a receptor tirozin kináz jelátvitel egyidejű aktiválása, különösen a transzfekció során átrendeződött glia sejtvonal-eredetű neurotróf faktor (GDNF) és a fibroblaszt növekedési faktor (FGF) receptor után, a gátló hatás mellett. a csont morfogenetikus fehérje jelátviteli tevékenysége szükséges az UB képződéséhez és a metanefris mezenchim indukciójához[43,58-60]. Kevésbé ismert a jelátviteli utak és a transzkripciós faktorok közötti részletes szabályozási összefüggések, de a fent említett transzkripciós faktorok közül az Eya1, a Hox11 paralógok, a Pax2 és a Six1 szükségesek a Gdnf expressziójához és így a RET jelátvitel aktiválásához, ami viszont hatásait az Etv4 és a -5 transzkripciós faktorokon keresztül közvetíti[43,61-63]. Lényegében több munkára van szükség a jelátviteli útvonalak, a transzkripciós célpontok és a sejtes események foszfoproteomikus szabályozásának pontos szabályozó szerepének feltérképezéséhez a korai időszakban.veseindukció.Ureterikus rügy-elágazás Morphogenesis Orchestrates EmbryonicVeseNövekedés és nefronképződésAz első UB bifurkáció és a metanefris mesenchyma létrejötte után az elágazás 12 sikeres cikluson keresztül folytatódik, hogy az elágazási események 85 százaléka E16.5-ig teljesüljön, majd az UB törzs megnyúlási fázisa és a végső elágazási generációk befejeződése a születés előtt következik be.[49,50,64]. A sejtekben az UB elágazás proliferáción keresztül történik mind a csúcsokban, mind a törzsekben, azzal a különbséggel, hogy a sejtciklusok lényegesen gyorsabbak a csúcsokban, mint a törzsekben[63,65]. A sejtosztódás az UB-ban a luminális mitózis egyedülálló folyamatát alkalmazza, ahol a hámsejtek részlegesen leválnak a hámrétegről, hogy a luminális helyen osztódjanak, majd az anya- és leánysejtek visszakerülnek a hámba néhány sejt távolságra egymástól.[66]. Egy ilyen folyamat kiterjedt sejtmozgásokat igényel,amelyek az adhéziók és a normális elágazás előrehaladásához szükséges aktin citoszkeleton dinamikus és állandó átépülése révén tesznek lehetővé[42,63,67—69]. A proliferáció mellett az UB törzs megnyúlása és elvékonyodása orientált sejtosztódások és sejtátrendeződések révén következik be, amelyeket konvergens kiterjesztésként ismerünk.[70,71], amelyek valószínűleg továbbra is hozzájárulnakvesenövekedés a születés után.A matematikai modellezés és a rendkívül pontos képalkotás kombinációja olyan új információkat hozott létre, amelyek megkérdőjelezik az UB elágazási mintájának hagyományos nézetét, amely a dichotóm elágazások sztereotip ismétlődése, alkalmankénti trifurkációkkal és nagyon ritka oldalirányú elágazási eseményekkel, amelyeket főként tenyésztettekben figyeltek meg.vese [50,72]. A közelmúltban egy kétfázisú, időfüggő elágazási mintát javasoltak azon eredmények alapján, hogy a gyors és reprodukálható elágazás a korai szakaszban.vesea fejlődést (egereknél E15,5-ig) több nem sztereotip elágazási esemény követi a születéshez közelebb, amikor az új csúcsképződmények aránya is jelentősen megnő.[64]. Ez azt javasolja, hogy az UB-felvétel 3D-s szerkezetében változékonyságot generáljon. Az UB elágazásban létezik az aszimmetria támogatása[73], de megfoghatatlanok maradnak azok a jelek, amelyek 4o-kal hozzájárulnak az UB morfogenezisének lelassulásához és esetleges leállásához.

Veseprogenitor populációkAz embrionálisvese,érett formájától eltérően olyan progenitor sejteket tartalmaz, amelyek képesek összeállítani a teljes gyűjtőcsatornát, a stroma kötőszövetét és a teljes nefront funkcionális szegmenseivel (ábra).2) [43,74,75]. Az UB hegyével szomszédos metanefris mezenchim, a tertaed „sapkás mezenchima” a nefron forrása (progenitorok 一egy sejtpopuláció, amely az UB csúcs bifurkációjának minden egyes fordulója során önmagától megújul, és a terhesség késői szakaszáig megmarad az emberi és a korai posztnatális stádiumban. egerek, ami után az új nefronok forrása visszafordíthatatlanul elveszett[13,47,50]. Az egyes UB csúcsokat körülvevő nephron progenitorok a legjobban jellemezhetőkvese-progenitor populáció, és külön tárgyaljuk a hirdetési szakaszban. Az UB tip egy másik embrionális progenitor populációt tartalmaz, amely képes benépesíteni az érett erttiregyűjtő csatornarendszert.vesede már a méhben is végleg elveszett. Önmegújuló stromális progenitorok veszik körül a nephron progenitor populációját, és aesangiális sejtekre és rrenall ssttrroaall Hneagesekre differenciálódnak (ábra 3) [75].

3. ábra. Az embrionális szemléltetésvese/s őssejt populációk. (A) A különbözőek sematikus bemutatásaveseőssejtek a veleszületett fülkéikben, amelyek az emlősök során jelen vannakvese-organogenezis. A kettéágazó ureter bimbónak (UB, világoskék) két csúcsa van, amelyek a gyűjtőcsatorna progenitorokat tartalmazzák (CDP, sötétkék téglalapok). Közvetlenül az epiteliális uréterbimbó mellett nephron progenitorok (NR sötétvörös körök) helyezkednek el, amelyek a metanephric mesenchyma (MM, zöld) sapka mezenchima (CM) részében helyezkednek el. A nephron progenitorok törzse attól függ, hogy az ureterbimbóvégekkel való kapcsolatukban lokalizálódnak. Az uréterbimbó hónaljában található nephron progenitorok inkább differenciálódásra kész nephron progenitorokat (CNP, piros körök) képviselnek, amelyek a sapka mesenchyma kompartmentjében (NP, sötétvörös körök) képesek előre-hátra keveredni a nephron progenitorok között. A teljesen elkötelezett nephron progenitorok peritubuláris aggregátumokká (PA, lila golyók) kötnek ki, amelyek a differenciálódó nefronok első prekurzor formái. A legkortikálisabb metanefris mesenchymális (MM, zöld) sejtek a stromális (S) sejtek, amelyek a nephron progenitorok legkülső rétegét körülvevő stromális progenitorokat (SP, sárga-barnás téglalapok) is tartalmazzák. (B) Embrionálisvesea 14.5 napon

egérfejlődés NCAM-mal festve (piros), amely megjelöli a metanephric mesenchyma összes nephron progenitor és stromális progenitor sejtjét. A CALBINDIN festés (zöld) az ureter bimbóhámját jeleníti meg. A nyilak hozzávetőlegesen a nephron és a stroma progenitor határára mutatnak, a csillagok az ureter bimbó (zöld) csúcsait jelölik, ahol a gyűjtőcsatorna progenitorjai találhatók, és a PA határolja a pretubuláris aggregátumot. (C) Embrionálisveseaz egér fejlődésének 14.5. napján SIX2-vel (rózsaszín) festve, ami specifikusan csak a nephron progenitorokat vizualizálja, és a calbindin (zöld) megjelöli az ureter bimbóhámját. A nyilak a legkortikálisabb nephron progenitorokra mutatnak, amelyek közvetlenül érintkeznek a környező stroma progenitorokkal, amelyeket a nukleáris Hoechst festés (kék) tesz láthatóvá. Csillagok jelölik az uréterbimbó (zöld) hegyét, ahol a gyűjtőcsatorna progenitorjai találhatók, a rombusz az elkötelezett nephron progenitorokat, a PA határolja a pretubuláris aggregátumot, és az RVvese-hólyag.

Csatorna elődök gyűjtéseRégóta ismert, hogy a metanefris mesenchymában a nephron progenitorok által expresszált GDNF szükséges és elegendő is az UB nephricusból történő kiszaporodásához[13,76-80]. A közelmúltban kimutatták, hogy a GDNF-aktivált RET jelátvitel koordinálja a csatorna progenitor viselkedésének összegyűjtésével kapcsolatos sejtes eseményeket.[43]. Az Etv4 és Etv5 olyan transzkripciós faktorokként való azonosítása, amelyek közvetítik a GDNF/RET jelátviteli hatásokat a célsejtek felé az UB-csúcsokban, valamint a genetikai jelölési kísérletek azt mutatták, hogy jelentős számú sejtmozgás történik folyamatosan nemcsak az UB-csúcsokon belül, hanem a sejtekből is. tippeket a törzsrészekhez[41,42,61-63,81]. A kiméra kísérletekből egyértelműen kiderül, hogy a vad típusú hámsejtek alkalmasak az UB csúcsok és törzsek betelepítésére, míg a RET jelátviteli hiányos sejtek nem telepedtek meg a hegyekben. Így a GDNF/RET jelátvitel befolyásolja a sejtek mozgását és az egyes sejt helyzetét egy adott UB-ban, ami nem csak arra utal, hogy a sejtek mozgása az epitéliumon belül befolyásolja az UB elágazási morfogenezist, hanem arra is, hogy a sejt lokalizációja az UB-n belül nagyban befolyásolja annak hatékonyságát. .

A GDNF/RET jelzés szabályozza a csatorna elődeinek gyűjtését a MAPK/ERK tevékenységen keresztül

További betekintést nyert a GNDF funkciójába az UB sejtek sorsszabályozásában a Gdnf egérmodellt alkalmazó vizsgálatokból, amelyekből hiányzik a gén 3' nem transzlált régiója (3'-UTR).[82]. Erős szarvasmarha növekedési hormon poliA jel inszerciója a stop-kodon után a Gdnf endogén lókuszban megszünteti a normál 3'UTR funkciót, és az endogén GDNF túlzott termelését eredményezi mRNS és fehérje szinten (Gdnf-hipermorf allél). A megnövekedett expresszió valószínűleg annak köszönhető, hogy hiányoznak a kötőhelyek a mikroRNS-hez és más RNS-kötő fehérjékhez, amelyek normálisan jelen vannak az ilyen szabályozó régiókban.[82,83]. A GDNF megnövekedett, de térben érintetlen expressziója a mutáns egerekben erősen kitágult UB-hegyeket eredményez rövid törzsekkel, ami rövid és kitágult húgyhólyagokat eredményezett, és a húgyhólyaghoz nem csatlakoztak.[84]. A mutáns elemzésevesekimutatta, hogy a megnagyobbodott primer UB képződése legalább részben a caudalis nephricus ductusban az E10.5-nél bekövetkező átmenetileg megnövekedett mitózisnak tulajdonítható, abban a szakaszban, amikor az elsődleges UB képződés megkezdődik. Ezt követően az UB csúcshámsejtek mitotikus indexe gyorsan normalizálódik, egyidejűleg az apoptózis megugrásával az UB lumenében. Ez arra utalhat, hogy aveseegy olyan inherens mechanizmussal rendelkezik, amely megpróbálja helyreállítani a normális morfológiát kóros körülmények között. A sejtkövetési kísérletek feltárták a kivándorlás akadályát a csúcshámsejtekben, amelyek beragadtak a hegyekben, és nem tudták benépesíteni és megnyújtani az UB törzseket. Ez azt mutatja, hogy a GDNF támogatja a csatorna progenitor tágítását, mivel az UB csúcsai megnagyobbodnak a kivándorlási hiba miatt a vese morfogenezisében.

A CISTANCHE porok JAVÍTJÁK A VESE-/VESEFÁJALÁST

Saját eredményeink azt mutatják, hogy a GDNF a mitogén által aktivált protein kináz (MAPK)/extracelluláris szignál-szabályozott kináz (ERK) aktiválása révén befolyásolja a ductus progenitor sejtek gyűjtését.[84]. Ezt támasztják alá a korábbi RET mutáns modellek, ahol a MAPK/ERK aktivációt blokkolták[85,86]. Csak a MAPK/ERK gátlás, a PI3K/AKT vagy az SRC gátlása nem menti meg az UB csúcs morfológiáját és törzshosszátveseendogén megnövekedett GDNF-fel. A fejlesztés élő képalkotásaveseAz ERK fluoreszcencia rezonancia energiatranszfer (FRET) alapú bioszenzor expresszálása kimutatta a dinamikus aktivációs mintát jelentős heterogenitással nemcsak a szövetek között (UB tips vs. cap mezenchima), hanem a látszólag homogén sejtpopulációk között is.[87]. A MAPK/ERK aktiváció heterogenitása figyelemreméltóan nyilvánvaló az UB csúcsokban, ahol a magas és alacsony MAPK/ERK aktiváció látszólag véletlenszerűen van elszórva a hám között, ami a sejtválogatás szerepére utal. Az UB-specifikus genetikai MAPK/ERK inaktiváció (Hoxb7Cre;Mek1fl/fl;Mek2-/-) teljesen ellentétes fenotípust mutat a kiterjesztett UB-csúcsokkal a Gdnf-hipermorfokbanvese, mivel a MAPK/ERK-hiányos hegyek vékonyak maradnak, és nem tágulnak ampulla struktúrákká[88]. Ez bebizonyította a MAPK/ERK aktiválásának alapvető követelményét az új ágak kialakulásához az UB csúcsokban, amelyek megnyúlnak, de nagyon ritkán változtatják a növekedési irányt, ami túlzottan leegyszerűsített UB-fát ésvese-hypodysplasia. Molekulárisan a MAPK/ERK aktivitás nem csak a G-S sejtciklus fázis progressziója szempontjából fontosnak tűnik, hanem a normál PAXILLIN és E-CADHERIN által közvetített sejtadhéziók szempontjából is. Tekintettel a MAPK/ERK és az E-CADHERIN fontosságára az embrionális őssejtekben[89-92], jövőbeni kísérletek, amelyek szabályozási kapcsolataikkal összefüggésben foglalkoznakveseA fejlesztés érdekes betekintést nyújthat a csatorna progenitor szabályozásába.

Abból a megfigyelésből kiindulva, hogy az UB-elágazás a legtöbb esetben csak a csúcsokban megy végbe, és mindig új, az elágazáshoz hasonló potenciállal rendelkező csúcsokat eredményez, az itt ismertetett vizsgálatok először azt a hipotézist támasztották alá, hogy az UB-hegyek különböznek a törzsektől. A képalkotó vizsgálatok kidolgozott elemzése ezt követően megerősítette, hogy az UB csúcsok azok a helyek, ahol a csatornák és az ureter összegyűjtésére szolgáló progenitor populáció tartózkodik. További genetikai vizsgálatok kimutatták, hogy a Notch jelátvitel szükséges a FOXI1 plusz fő és AQP2 plusz interkalált sejtek eloszlásának mintázatához az érett gyűjtőcsatornán belül, miközben számos további gén, köztük legalább a Dotll metiltranszferáz, valamint a p63 és Tfcp2L1 transzkripciós faktorok hozzájárulnak a kiegyensúlyozott differenciálódáshoz. minden sejttípus[93-100](a részletesebb áttekintést lásd pl.[101,102]). Továbbra is meg kell vizsgálni, hogy a csatorna progenitor karbantartásának és elvesztésének összegyűjtése a születés előtt van-e összefüggésben a korábban bejelentett kétfázisú és időfüggő UB elágazási topológiával[64].

Stromális progenitor sejtekAzvese-A stroma a FOXD{0}}pozitív önmegújuló progenitor populációból származó interstitiumból, mezangiumból és pericitákból áll.[103,104]. A stromális progenitorok a falfestmény sejtjévé is differenciálódnakveseartériák és arteriolák, valamint a glomerulus mezangiális sejtjei, így jelentősen hozzájárulnak a nephron működéséhez. A legalább FoxD1, FoxG1, Gata3 és Pax2 által biztosított alapvető transzkripciós szabályozás mellett a stromális progenitorok a Notch jelátviteltől függenek.[6,19,105-107]. Úgy tűnik, hogy a Pax2 határvonalat képez a nefron és a stromális progenitorok között, hogy kritikusan elnyomja a stromális identitást, míg a megfelelő GATA2 és RBP-J/Notch jelzések egymástól függetlenek.vese-érrendszeri fejlődés. Az E18.5 egérembriókból származó FOXD1-vonal újabb egysejtű transzkriptomikai elemzése azt mutatta, hogy ebben a szakaszban a vonal 17 különálló sejtcsoportra osztható, ami figyelemre méltó sejtheterogenitást jelez, különböző transzkripciós programokkal, amelyek ezekben a klaszterekben irányítják a génexpressziót.[108]. Korábban létrehozott emberi embrionális újraelemzésveseegysejtű adatok megerősítették, hogy nem egér-specifikus jelenségről van szó, hiszen még a humán adatokban is, amelyeket nem kifejezetten a stroma leszármazásra szelektáltak, 13 különböző stromaklasztert lehetett azonosítani.

A stromális leszármazási vonal számos szerepe megtalálható a többi vonallal való kommunikációban. A korai adatok egy retinsav által közvetített jelet azonosítottak a stromától a RET felé az ureterbimbóban, amely szabályozza az ureterbimbó elágazását[22]. Az Aldh1a2 (a retinsav szintézis alapvető komponense) és a Ret downregulációjához kapcsolódó elágazó fenotípust a Wt1 stromális progenitor-specifikus kiütésében is megfigyeltek, bár a zavart elágazás csak a későbbi embrionális stádiumban volt megfigyelhető.vese [23], ami arra utal, hogy ez nem feltétlenül a stroma progenitorok szerepe, hanem inkább a későbbi sejttípusok szerepe a stromális vonalban. Másrészt a Foxd1- pozitív stroma progenitorok ablációja a nephron progenitor differenciálódásának blokkolását eredményezi, és ehelyett egy kiterjesztett cap mesenchymát eredményez a FAT4-YAP/TAZ által közvetített elvesztése révén. jel, amely finomhangolja a Wnt9b választ a nephron progenitorokban[109]. Más adatok azt sugallják, hogy a FAT4 a YAP/TAZ helyett a DCHS1-en keresztül jelezhet, mivel a Dchs1 feltételes kiütése a nephron progenitorokban a cap mesenchyma hasonló megnagyobbodását eredményezte, de érdekes módon az ureter bimbójának csökkent elágazását is.[110,111]. Ezeket az elágazó fenotípusokat a FAT4 és a DCHS1 közvetlen kölcsönhatása közvetíti a RET-tel, a Fat4 elvesztése pedig túlaktív RET-GFRA1-GDNF-kaszkádot eredményez.[21]. Végül, a Foxd1-Cre által közvetített Sall1 elvesztése a stromális kompartmentben kiterjesztett cap mezenchimát eredményez, potenciálisan a Fat4 expressziójának SALL1 általi közvetlen szabályozása révén.[112]; ebben az esetben az ureterbimbóra gyakorolt ​​hatást nem vizsgálták.

Nyilvánvaló, hogy a stromális vonalból származó sejtek közvetlen hatást gyakorolnak az epithelialis (uréterbimbó) és a nefrogén vonalra, ezáltal lehetővé téve a különböző vonalak összehangolt fejlődését, hogy működőképes legyen.vese. Hogy ezeket a funkciókat maguk a stroma progenitorok vagy a későbbi sejttípusok hajtják végre ebben a vonalban, azt még meg kell határozni, de a vonal heterogenitásának fentebb tárgyalt részletes elemzése lehetővé teheti olyan új marker gének azonosítását, amelyek Cre meghajtóként használhatók. hogy ezeket a fenotípusokat részletesebben tanulmányozzuk.

Nephron ProgenitorokA metanefris mesenchyma létrejötte után először az a funkciója, hogy specifikus környezetet hozzon létre az elsődleges UB számára, hogy pontosan a megfelelő pozícióban alakuljon ki.[113-119]. A metanefris mesenchyma ezután elősegíti az UB elágazás morfogenezisének beindulását, amely szükséges a túléléshez és egy nefrogén niche-ré szerveződéshez, amely sejteket biztosít a nefrogenezishez a nefrogén program leállásáig[5,48,120]. A nefrogén rés (1. ábra) egy három-öt sejtrétegből álló összefüggő szerkezet, ahol az első sejtréteg szorosan kölcsönhatásba lép az UB epitéliummal, a populáció többi részét pedig más progenitorok és stromasejtek veszik körül. A rés élő képalkotása bizonyítékot ad arra, hogy a nephron progenitorok nagyon mozgékonyak és aktívan kölcsönhatásba lépnek az összes többi progenitorral, és akár egyik fülkéből a másikba ugorhatnak.[37,121,122].

Az ismétlődő UB elágazás miatt a nefrogén niche folyamatos morfológiai kihívással néz szembe. Először is, a differenciálatlan nephron progenitor populációnak, amely kezdetben az UB csúcsát körülvevő egységes fülke, két különálló populációra kell osztania a csúcs bifurkációja után. Ezt követően a progenitor sejteknek kapcsolatban kell maradniuk az örökké elnyúló, újonnan keletkező csúcsokkal. Az UB-vel leginkább szomszédos nephron progenitor alcsoport és az UB csúcssejtek közötti kapcsolat létfontosságú a teljes niche integritása szempontjából. Molekulárisan legalább az integrin a8-on (ITGa8) keresztül közvetíti, amely érintkezéskor felszabályozott, és erősen lokalizálódik a proximális membránokon, amelyek érintik a csúcshámot, ahol kölcsönhatásba lép az UBNT-ben (nefronektin) jelenlévő ligandummal.[123,124]. A nephron progenitorok számos további adhéziós fehérjét expresszálnak, például NCAM1, CDH2, -11 és CTNND1, amelyek valószínűleg mind hozzájárulnak a niche kohézióhoz[69,125,126].

A második kihívás a nefrogén résen belüli aktív sejtszegregáció, amely csak bizonyos sejtek esetében megy végbe, amelyek differenciálódási jeleknek vannak kitéve olyan környezetben, amely tele van átfedő jelzésekkel, egyidejűleg elősegítve mindkettőt.önmegújulásés a differenciálás. Harmadszor, az organogenezis vége felé a teljes résszám és ezek együttes térfogata növekszik, de az egyes résekben a nephron progenitor sejtek mennyisége egyidejűleg csökken. Miközben mindez megtörténik, minden résnek elegendő progenitort kell fenntartania a bőséges proliferáció révén, bár a sejtciklus hossza idővel növekszik.[48,50,127].

Az egyes progenitorok oszlopos elrendezést és megnyúlt sejtalakot mutatnak, a Golgi-készülék a sejt disztális felében található, de a csúcsról való leváláskor a progenitorok kerekebb alakot vesznek fel, ami valószínűleg a sejtadhéziójuk dinamikus változásait tükrözi.[122,126,128]. Fennállásuk vége felé a nephron progenitor lokalizációja visszafogottá válik a csúcshoz képest oldalsóbb pozíciókra.[48], ami az UB szabályozói hatásának csökkenését sugallja a résszervezésre. Ezen túlmenően a progresszív öregedés egyértelmű jeleiről számoltak be az öreg és fiatal nephron progenitorokban, beleértve a riboszómális biogenezis, a sejtciklus hosszának és az extracelluláris mátrix összetételének különbségeit.[127].

CISTANCHE kiegészítőkJAVÍTJA A VESE/VESE MŰKÖDÉSÉT

A Nephron Progenitorok molekuláris meghatározóiA ductus progenitorokhoz hasonlóan a nephron progenitorok is heterogén populációt képviselnek. Az őssejtek különösen a sejtciklus hosszában és expressziós profiljában mutatkoznak meg, például a sine oculis-hoz kapcsolódó homeobox 2 (SIX2) és a Cbp/p300- kölcsönhatásban lévő transzaktivátor 1 (CITED1) esetében, amelyek bármely adott sejt differenciálódási állapotához kapcsolódnak. elődje[5,129,130]. A pontos mechanizmusok, amelyek révén a térben elkülönülő progenitor alcsoportok kialakulnak, további vizsgálatot igényel, de úgy tűnik, hogy a nefron progenitorok nem tágulnak klonálisan, mivel az egyes leánysejtek meglehetősen sztochasztikusan diszpergálódnak a sejtosztódás után.[50,122,131]. A leginkább differenciálatlan NP-k magas szintű SIX2-t és CITED1-et expresszálnak, és lassan önújulnak meg egy elhúzódó sejtcikluson keresztül. Az elkötelezett progenitorok már nem expresszálják a CITED1-et, és alacsonyabb a SIX2-jük, gyorsabban ciklusoznak és érzékenyek a nefron-indukcióra[50,132]. Míg a Six2 szükséges a nefron őssejtek differenciálatlanságának megőrzéséhez, a Cited1 még közeli családtagja, Cited2 hiányában sem tűnik elengedhetetlennek a progenitor viselkedése szempontjából.[5,133,134].

A legújabb jelentések bizonyos rugalmasságot sugallnak a nephron progenitor elkötelezettségében, mivel a Wnt4-et expresszáló, és így a differenciálódási útvonalhoz molekulárisan indukált progenitorok továbbra is ki tudnak menekülni a nephron prekurzor struktúrákból, hogy újra csatlakozzanak a differenciálatlan réshez.[135]. Ezek a szököttek az indukált őssejtek többségétől eltérően viselkednek, mivel leszabályozzák a Wnt4 expresszióját, és újra olyan progenitor profilt szereznek, amely képes támogatni hosszú távú fejlődésüket.önmegújuláskapacitás[135,136]. Ez a magas általános mozgékonysággal együtt alátámasztja a komplex molekuláris hálózatok képét a nephron progenitor szabályozásában, ahol a jelátviteli szintek nagyobb szerepet játszhatnak, mint azt korábban értékelték. Valójában a jelátviteli szintek változásairól azt is feltételezték, hogy hozzájárulnak a nefrogenezis leállásához, amely során a nefron progenitorok felgyorsult sebességgel lépnek ki a differenciálatlan résből anélkül, hogy a proliferáció drámai csökkenését vagy az apoptózis növekedését mutatnák.[13,47-50,127,137-139]. Ezek az adatok azt mutatják, hogy a progenitorkészlet kimerül a megnövekedett differenciálódás miatt, ami kimeríti a nephron progenitor rést egereknél a születés utáni negyedik napra, embernél pedig az utolsó terhességi hetekre.

A Nephron Progenitor karbantartása a klasszikus jelátviteli útvonalak tevékenységétől függAz elmúlt húsz évben a nephron progenitor fenntartásának transzkripciós szabályozása és a nephron progenitorok nephron sorsa felé történő differenciálódását kiváltó induktív jelzések az intenzív kutatások középpontjában álltak.[34,56,140-142]. Az embriogenezis során aktív jelátviteli útvonalak többsége a nephron progenitor szabályozásában is részt vesz.[3,18,58,143]. A ligandum-receptor kölcsönhatások után aktiválódó intracelluláris kaszkádok eltérő szerepe még csak most derül ki[4,144]. Az áttekintés kedvéért a WNT/p-catenin, az IGF2/FGF, a mikroRNS-ek és az mTOR-indukált jelátvitel szerepére összpontosítunk a nephron progenitor fenntartásában és kimerülésében.

A Wnt PathwayKlasszikus indukciós kísérletek és kémiai agonisták/antagonisták alkalmazása kimutatta, hogy a tranziens WNT/p-catenin aktivációs funkciók arra késztetik a cap mesenchymben lévő nephron progenitorokat, hogy mezenchimből epitéliummá alakuljanak át, majd ezt követően nephron epitéliummá differenciálódjanak.[145-148]. Ezt a nézetet alátámasztják a korai géninaktivációs vizsgálatok, amelyek megállapították a Wnt4 és Wnt9b követelményét a nefron differenciálódáshoz, és bizonyos funkcionális redundanciát sugalltak a NOTCH aktiválásával[149-151]. A p-catenin (CTNNB1) aktiválása a SIX2-pozitív nephron progenitorokban történő kényszerített stabilizálása révén a nephron differenciálódását indukálja, de kimutatták, hogy a SIX2-vel való közvetlen szabályozási kölcsönhatás és a MYC-vel való együttműködés révén fenntartja a differenciálatlan nephron progenitor készletet is.[136,148,152,153]. Úgy tűnik, hogy a jelaktiválási szint a p-catenin/WNT útvonal sejtes kimenetelének kulcsfontosságú meghatározója.

Ennek megfelelően a jelátviteli aktivitási szintek finom változásai kritikusan meghatározzák a sorsdöntést a nephron progenitor készletében, mivel a Wnt9b-ről kimutatták, hogy támogatja a progenitorok fenntartását a proliferáció pozitív szabályozásával[154,155]. Egy másik UB-eredetű WNT ligand, a Wnt11, elengedhetetlen a nephron progenitorok normál fenntartásához azáltal, hogy a progenitorok és az UB csúcssejtek közötti kölcsönhatást közvetíti.[128]. A WNT jelátviteli aktivitásának az R-spondinokon keresztül történő modulálása valószínűleg részt vesz a jelátviteli szintű szabályozásban, de a pontos mechanizmusokat még tanulmányozni kell, mivel az R-spondinok inaktiválása csak enyhe hatással van a progenitorok terjedésére[156]. A WNT/p-catenin útvonal dominanciáját megkérdőjelezték olyan vizsgálatokban, amelyek feltárták az NFAT és a Ca2 plusz jelátviteli komponensek expresszióját a nefrogenezis során[157-159], de pontos szerepük további funkcionális bizonyítékokra vár.

FGF által indukált receptor tirozin kináz jelzésA nefrogén vonal specifikációja és túlélése funkcionális FGF jelátvitelt igényel[160]. A nephron progenitorokat támogató ligandumok in vitro szűrése azt sugallta, hogy az 1-es, 2-es, 9-es és 20-as FGF-ek, valamint az epidermális növekedési faktor (EGF), amelyhez szükség lehet az FGF-ekkel együttműködő funkcióra, elősegítheti a proliferációjukat.[161]. A genetikai inaktivációs vizsgálatok azt mutatják, hogy az 1/2 FGF-receptorok utáni jelátvitel, amelyet specifikusan az FGF9 és a -20 indukál, továbbra is kritikus fontosságú aönmegújulásmivel az Fgf1 és -2 ligandumok inaktiválása önmagában vagy kombinációban nem befolyásolja a nephron progenitorokat[160,162-164]. Hasonlóképpen, amint az UB leszármazásnál látható, a negatív RTK szabályozó SPROUTY1 úgy működik, hogy kiegyensúlyozza a pozitív jelátvitel megfelelő szintjét a nefrogén résben, hogy szabályozza a progenitor törzset.[119,165-168]. A nephron progenitorokban az FGFR-ek után kiváltott, populáción belüli intracelluláris kaszkádok közé tartozik a MAPK/ERK, a MAPK/JNK és a PI3K[87,121,169-171]. A MAPK/ERK nephron progenitor-specifikus inaktiválása (Six2- TGCtg/ plus ;Mek1fl/fl;Mek2-/-) károsodott progenitort eredményezönmegújulásés a progenitor niche dezorganizációja a PAX2 csökkent expressziója miatt, amely a nephron progenitor azonosságának fenntartásához és az ITGA8-közvetített niche-extracelluláris mátrix kölcsönhatás normál működéséhez szükséges.[87,105,123,172]. A nephron prekurzor differenciálódás előrehaladásának további hibáival együtt a nephron progenitor-specifikus MAPK/ERK inaktivációs fenotípusa szoros hasonlóságot mutat az FGF8/9/20 elvesztésével, alátámasztva annak alapvető funkcióját, mint több FGF jelátviteli funkció közvetítője, amelyek valószínűleg szükségesek. helyen a PAX2 szabályozáson keresztül[87,160,162].

A nephron progenitorok tartós elvesztése leállítja a vesefejlődéstKimutatták, hogy nem csak a PI3K és a WNT/p-catenin jelátvitel, hanem a BMP-indukált JNK és FGF9 jelátvitel szinergikus hatásai is biztosítják a megfelelő sejtciklus progressziót és száradást a nefron progenitorokban.[121,138,173]. Azonban a molekuláris okok, amelyek az organogenezis végén a nephron progenitor végső kimerüléséhez vezetnek, még csak most derülnek ki.

Kísérleti nephron abláció kriokárosodással a korai posztnatális időszakban, amikor a nephron progenitorok még jelen vannak az egérbenvese,azt jelzi, hogy további nefron őssejteket nem lehet toborozni a sérülés helyére, és alátámasztja azt a nézetet, hogy a végső nefronszám születéskor előre meghatározott egérbenvese [174]. A közelmúltban megjelent publikációk azt mutatják, hogy legalább a BMP által kiváltott SMAD jelátvitel és a rapamicin (mTOR) aktivitás emlős célpontja szerepet játszhat a nephron progenitor elvesztésének időpontjának meghatározásában, míg a végső kimerülésükhöz egyértelműen megfelelő mikro-RNS összetételre van szükség.[138,175-177].

2015-ben az Oxburgh-i csoport arról számolt be, hogy a BMP/SMAD1/5 jelátvitel LDN általi kémiai gátlása-193189 hiperplasztikusvesetöbb nefronnal, mint a vivőanyaggal kezelteknélvese [138]. Annak ellenére, hogy azonosítottak egy szintetikus nephron progenitor rést, amely képes progenitorszaporodásra, a BMP-gátlást nem használják hosszú távú nephron progenitor tenyészetekben vagy őssejt-eredetű differenciációs protokollokban.veseorganoidok[138,178-180].

Az mTOR-inhibitor Hamartin (Tsc1) dózisának genetikai csökkentéséről kimutatták, hogy az NP-sejtek egy nappal tovább maradnak fenn, mint a kontrollegerekben, és 25 százalékkal növeli a nefronkészletet.[175]. A nephron progenitorok drámaibb posztnatális fenntartását észlelték olyan egerekben, amelyek túlzottan expresszálják az RNS-kötő Lin28 fehérjét, amely számos gén expresszióját szabályozza az mRNS-ekhez való közvetlen kötődés révén, vagy azáltal, hogy blokkolja a Let7-mikroRNS-család feldolgozását.[177]. Ennek megfelelően maga a Let{0}} elnyomása jelentősen meghosszabbítja a nephron progenitor élettartamát, és jobbvese funkcionálisparamétereket[176]. Ezek a kísérletek azt sugallják, hogy az mRNS-szintek szabályozásának megszüntetése és a stabilitás, amely a génaktiváció széles körű növekedését eredményezi, legyőzheti a nefrogenezis normál leállási programját. A mikroRNS-szabályozás modulálásában rejlő nagy lehetőség ellenére ezek a modellek vagy közvetlen tumorigenezist mutatnak, vagy az Igf2/H19 lókusz fokozott aktivációjával járnak együtt, amely a gyermekgyógyászatban a legjelentősebb onkogén.veseWilms-daganatként ismert rák[181,182].

A Wilms-daganatok okaiA Wilms-daganatokban sokáig csak a WT1, az IGF2 és a kanonikus WNT-jelátvitelhez kapcsolódó gének (CTNNB1, WTX/AMER1) ismertek mutációval vagy deregulált génekről, de a közelmúltbeli nagyszabású szekvenálási projektek nagymértékben megnövelték a daganatok számát. a Wilms-tumorogenezishez kapcsolódó gének. A Wilms-daganatok genetikájáról nemrégiben kiváló áttekintés áll rendelkezésre[183], itt néhány nagyobb témára és azok következményeire összpontosítunk a Wilms-daganatok biológiájának megértésében avesefejlődés.

A Wilms-tumorgének első csoportja mind expresszálódik, és közvetlenül részt vesz a nephron progenitor sejtek szabályozásában. Ezek a gének közé tartoznak a WT1, CTNNB1, SIX1, SIX2, EYA1 és MYCN transzkripciós faktorok. Ebből a logikus következtetés az lenne, hogy a normál NPC-biológia megzavarása a Wilms-daganatok kiváltó oka.

A Wilms-tumorgének második csoportja a miRNS-processzor gének (miRNAPG-k), amelyek a miRNS-ek bioszintéziséért felelősek. Ez a csoport a következőkből áll: DROSHA, DICER, DGCR8, XPO5, TARBP2, LIN28 és DIS3L2. A Wilms-tumorban bekövetkezett mutációik biológiai oka nem világos. Feltűnő azonban, hogy egy ilyen, látszólag általánosan fontos biológiai folyamatban bekövetkező mutációk ilyen explicit és szövetspecifikus fejlődési problémát okoznak. Érdekes lenne látni, hogy a miRNAPG-mutációk Wilms-daganatokban változásokat okoznak-e specifikus miRNS-ekben vagy miRNS-családokban és célpontjaikban. Ha igen, ez a miRNS-ek specifikus szerepére utalhat normál körülmények közöttvesefejlődés.

A Wilms-tumorgének csoportjában megjelenő harmadik téma a DNS-károsodásra adott válaszok általában, vagy különösen a kettős szálú DNS (dsDNS) károsodásának helyreállítása, amit a CHEK2, TP53, FANCD1 (BRCA2) és FANCN (PALB2) szemléltet. ) mutációk. A dsDNS károsodási útvonalak génjeinek mutációiról ismert, hogy főként az emlő- és petefészekrákban szerepet játszanak. A miRNAPG mutációkhoz hasonlóan figyelemre méltó, hogy ebben az útvonalban több gént is találunk, amelyek olyan specifikus fejlődési betegségekben mutáltak, mint a Wilms-daganatok, ami arra utalhat, hogy a korai fejlődésvese, talán konkrétan az NPC-k, váratlan érzékenységgel rendelkezik ennek a folyamatnak a megzavarására.

Nemcsak a Wilms-daganatokban mutált gének azonosítása és sejttípusuk vagy stádium-specifikus expressziós mintázata lehet informatív a Wilms-daganatok biológiájának megértéséhez, hanem a specifikus génekben található mutációk is fontos nyomokat hordozhatnak. Egyes esetekben ezek a genotípus-fenotípus korrelációk hasonlítanak más ráktípusok ismert hot-spot mutációira, vagy az aminosavak fontos, ismert szabályozását tükrözik, mint például a TP53-ban található mutációk.[184]. Más esetekben a Wilms-daganatokban talált specifikus mutációk mögött meghúzódó okok továbbra is tisztázatlanok. Például a SIX1-ben és SIX2-ben található összes mutáció Q177R mutáció. Ez önmagában már arra utal, hogy nem egyszerű funkcióvesztéses mutációkról van szó, mivel a SIX1-ben a legtöbb funkcióvesztéses mutáció a 3-as típusú elágazási szindrómát (BOS) okozza, amelyet a második elágazási anomáliák és a fül fejlődési rendellenességei jellemeznek. halláskárosodást okoz, de nem Wilms-daganatot vagy mástvese-rendellenességek[185]. A SIX1 és SIX2 transzkripciós szabályozókat kódolnak, és a SIX1-Q177R mutáció további elemzése azt sugallta, hogy ez a szekvenciaspecifikus DNS-kötődésének ellazulását és a vad típusú SIX1 által nem aktivált további célgének expresszióját eredményezi.[184]. Hasonlóképpen, a CTNNB1 mutációi meglepő előnyben részesítik a specifikus szerinmaradék-mutációt[184,186]. A 45-ös szerin egyike annak a négy maradéknak, amelyek részt vesznek a CTNNB1 által kódolt fehérje p-catenin stabilitásának szabályozásában, de az oka annak, hogy a 45-ös szerin elsősorban Wilms-daganatban szenved, és nem a másik három aminosav, amely sok más ráktípusban mutált. nem ismert. Az ilyen specifikus darwini mutációs szelekció okainak tisztázása Wilms-daganatokban nem csak segít megérteni a Wilms-daganatok okait, és talán új terápiás lehetőségekhez vezet, hanem egyedi genetikai belépési pontokat is biztosít a fehérjék molekuláris mechanizmusába általában és általában. ban benvesefejlesztése különösen.

A Wilms-daganatok eredeteNem minden Wilms-daganat egyenlő. A különböző szövettani típusok különböző génekhez kapcsolódnak; egyes mutációk előnyösen megtalálhatók bizonyos más mutációkkal kombinálva, és ezen mutációk némelyike ​​mutációt indíthat el, míg mások részt vehetnek a tumor progressziójában[183]. A Wilms-daganatokban talált specifikus mutációk gondos funkcionális elemzése egy fejlődő összefüggésbenvese,állati és/vagy organoid modellek használata nélkülözhetetlen a Wilms-daganatok biológiájának és a normálisra gyakorolt ​​​​hatásainak megértéséhez.vesefejlődés.

A Wilms-daganatok genetikája azonban csak egy része a történetnek. Egy másik lényeges szempont annak a sejttípusnak vagy fejlődési stádiumnak az azonosítása, amelyben a Wilms-tumormutációk előfordulnak és kiválasztódnak, mivel ez biztosítja a tumorgenezis biológiai keretét. Számos bizonyíték utal arra, hogy a nefrogén vonal megszakadása a Wilms-daganatokhoz vezető elsődleges hiba. Mindenekelőtt a Wilms-daganatok prekurzor lézióinak vélt nefrogén maradványok szövettanilag hasonlítanak azokra a sejttípusokra és -struktúrákra, amelyek általában csak a fejlődő sejtekben találhatók meg.vese [187]. A korábbi expressziós elemzések a nefrogén származás korai stádiumait azonosították a Wilms-daganatok eredeteként[188]. A kiterjedtebb expressziós profilalkotás arra utalt, hogy a különböző, klinikailag eltérő altípusok a nefrogén vonal különböző fejlődési szakaszaira vezethetők vissza.[189]. Ennek megfelelően, amikor a Wt1-et a nefronfejlődés különböző stádiumaiban mutáltuk feltételes knockout egerekben, azt találtuk, hogy az eredményül kapott genomszintű expressziós mintázatok különböző klinikai altípusokra hasonlítanak, és a Wt1 MET előtti inaktiválása WT-hez hasonló expressziós mintákat eredményezett1- mutáns daganatok (beleértve az ektopiás szövetfejlődés jeleit), míg a MET utáni inaktiváció a WT1-vad típusú daganatokhoz hasonlított[190]. Mindez, valamint számos, a korai nefrogén leszármazáshoz nélkülözhetetlen gén mutációjának azonosítása nagyon erős bizonyítékot ad arra, hogy ezen sejtek zavarása az elsődleges hiba, amely elindítja a Wilms-daganatképződést. Ez azonban nem jelenti azt, hogy minden Wilms-daganat azonos fejlődési stádiummal rendelkezik. Nagyon lehetséges, hogy a mutációk különböző osztályaiból származó daganatok, amint azt fentebb tárgyaltuk, eltérő fejlődési eredetűek, még a nefrogén vonalon belül is.

A Wilms-daganatok eredetének egy másik módja a rákos őssejteken keresztül. A Dekel laboratórium kimutatta, hogy a Wilms-daganatos rákos őssejteket az NCAM1 expressziója határozza meg az AldeFluor™ vizsgálati aktivitással kombinálva (STEMCELL Technologies, Köln, Németország). Mindössze 200 duplán pozitív sejt injektálása csupasz egerekbe elegendő volt a daganat kialakulásához, és összefoglalhatta az eredeti daganat teljes összetettségét[191]. A Wilms-daganatos rákos őssejt markerek azonosítása terápiás szempontból fontos, mivel a szerzők kimutatták, hogy a transzplantált egerek NCAM1 antitestekhez konjugált citotoxikus gyógyszerekkel történő kezelése hatékonyan kiirthatja az átültetett daganatokat. Ezt követően kimutatták, hogy ezeknek a xenograftoknak a folyamatos passzálása gazdagítja az eredeti daganat blastemális komponensét, amely egyenletesen expresszálja a SIX2-t.[192]. Ez összhangban van a korai nefrogén származási eredettel, és azt sugallja, hogy a Wilms-daganatos rákos őssejt a normális nefron progenitor sejt mutáns változata, amely a fejlődő sejt sapkájában található mezenchimában található.vese.

CISTANCHE tabletta kiegészítőkJAVÍTJA A VESE/VESE MŰKÖDÉSÉT

Jelenleg ugyanazok a figyelmeztetések léteznek a különböző Wilms-tumorosztályok közötti lehetséges különbségekre vonatkozóan, mint korábban tárgyaltuk. Ezek a pontos kezdőmutációtól függenek, és vonatkozhatnak a Wilms-daganatos rákos őssejtek eredetére (vagy akár létezésére is), de ezen sejtek eredetének jobb megértése fontos tényező lehet a Wilms-daganatok biológiájának megértésében. Érdekes módon a közelmúltban a felnőtt hámszövetekből organoidok előállításának lehetőségét is alkalmazták avese„tubuloidok” generálására, míg a Wilms-tumorszövet használata ugyanazzal a protokollal „tumoroidokat” eredményezett[193]. Kimutatták, hogy a tubuloidok az egészségesekből származnakveseA Wilms-daganatos betegek szövetei negatívak voltak a SIX2 expresszióra, míg az ugyanazon betegek tumoroidjai magas SIX2 expressziót mutattak. Érdekes lenne látni, hogy egy Wilms-daganatos rákos őssejt-populáció (NCAM plusz /Aldefluor plus vagy más) részt vesz-e ezen tumoroidok képződésében, és hogy ez a technika használható-e in vitro alternatívaként az ilyen sejtek azonosítására.

Az utóbbi időben egyre gyűlnek az adatok, amelyek tovább árnyalják azt az elképzelést, hogy a kiinduló Wilms-tumorsejt egyszerűen egy nephron progenitor sejt, amely felvette a Wilms-daganatot, amely mutációt kezdeményez. Például Wilms-tumorminták alapos elemzése a különböző embrionális markerek kimutatásáravesesejttípusok azt sugallták, hogy UB sejtek is megtalálhatók a daganatokban[194]. Ugyanezt találták Young et al.[195], akik különböző egysejtű RNS-seq adatokat hasonlítottak összevese-ráktípusok, beleértve a Wilms-daganatokat, a normál sejtekbevese, beleértve az embrionálisvese.Ez megerősítette a Wilms-daganatok fejlődési eredetét, de azonosított UB-sejt-specifikus génexpressziókat is a daganatokban. Ugyanilyen érdekes az a megfigyelés, hogy azokban az egérmodellekben, amelyeknél a p-catenin onkogén aktiválódik a stromális vonalban, a nefrogén származás közvetetten érintett, ami egy olyan modellt eredményez, amely jobban hasonlít a Wilms-daganatokra, mint amikor az aktiválást közvetlenül a nefrogén vonalban végezték el.[196]. Érdekes módon hasonló jelenség figyelhető meg a gyomor-bél traktusban, ahol az Lkb1 mutációi csak stromálisan expresszálva eredményeznek daganatképződést.[197].

Ezeknek a megfigyeléseknek több magyarázata is lehet. Az egyik magyarázat az lehet, hogy a Wilms-daganatok, vagy legalábbis néhányuk, a jelenleg feltételezettnél még korábbi fejlődési szakaszból származnak, mint például a metanefris mesenchyma, amikor az alapvető NPC-szabályozó szerepet játszó Wilms-tumorgének némelyike ​​már expresszálódik, és potenciálisan még korábban is. az epiteliális, nefrogén és stromális vonalak szétválasztása, hogy megmagyarázzák az ureterbimbósejtek daganatba való beépülését. Alternatív megoldásként a Wilms-daganatok eredete és oka a vonalak közötti kommunikáció zavarából eredhet, nem pedig az indító mutáció sejt-autonóm hatásából. Az ilyen forgatókönyvek és mások, amelyek ugyanilyen lehetségesek, rámutatnak arra, hogy milyen nehézségekbe ütközik a Wilms-daganatok eredete a végtermékből, a végső daganatból. Nem szabad elfelejteni, hogy a Wilms-daganatot kiváltó mutációk egy gyors fejlődési folyamat során fordulnak elő, és még akkor is, ha minden Wilms-daganat „megszakadt fejlődési eset”[198]előfordulhat, hogy ez a zavar nem eredményez azonnali blokkolást. Ha a mutáns sejteket nem blokkolják azonnal, nem tételezhetjük fel egyszerűen, hogy tovább fognak fejlődni, mint általában.

A különböző mutációk alapos modellezése szükséges normál fejlődési kontextusukban ahhoz, hogy teljes mértékben megértsük, honnan származnak a Wilms-daganatok. Ehhez elengedhetetlenek lesznek az állatmodellek, bár ezek technikailag nagy kihívást jelentenek (amint azt a cikkben tárgyaltuk[7]). Alternatív megoldásként emberi iPSC-eredetűvesea Wilms-daganatokban találtakat utánzó genetikai aberrációkkal rendelkező organoidok hasznosnak bizonyulhatnak, de látni kell, hogy az organoid-differenciálódásra tervezett kontrollált tenyésztési körülmények lehetővé teszik-e, hogy a Wilms-tumormutációval rendelkező sejt ugyanazokat a dolgokat tegye, mint egy valódivese. Az in vivo és az in vitro/organoid megközelítések kombinációja valószínűleg szükséges ahhoz, hogy teljes mértékben megértsük a Wilms-daganatok fejlődési eredetét.

KövetkeztetésekA fejlődővesetovábbra is fontos modell az emlős szervek fejlődésének számos aspektusának tanulmányozásához, és a legtöbb biológiai út és folyamat elengedhetetlen a szerv megfelelő fejlődéséhez. Különösen az ős- és progenitorsejtek szabályozása jelent fontos kapcsolatot az alapvető fejlődésbiológia, a regeneratív gyógyászat és a betegségek között. A Wilms-daganatok biológiájának és eredetének megértése nemcsak a kezelés klinikai lehetőségeit javítja, hanem természetes kísérleti rendszert is biztosít ezen őssejtek viselkedésérevesefejlődés.