Mesangiální buňky hrají klíčovou roli v rozvoji glomerulů, jednající ve shodě s podocyty a endoteliální buňky tvoří funkční filtrační jednotku. V tomto čísle JASN,dva papers1, 2 identifikovat transkripční faktory, které jsou nezbytné pro funkci mezangiálních buněk a následně, vývoj glomerulárního chomáče.
Glomerulogeneze začíná na počátku nefrogeneze. Nefronové progenitorové buňky se postupně rekrutují, aby vytvořily epiteliální strukturu zvanou renální váček. Nedávné údaje naznačují, že načasování a umístění mobilní náboru jsou rozhodující: praotci, že jsou najímáni jako poslední a na proximální renální váčky jsou předurčeny stát se podocyt a parietální epitelové prekurzorů.3 Jak tato struktura dozrává do tubulu ve tvaru písmene s, stávají se prekurzory podocytů a parietálního epitelu jeho proximálním ocasem (Obrázek 1). Endoteliální progenitory „tip cell“ migrují do proximální štěrbiny ocasu z okolního kapilárního plexu (proces zvaný klíčení angiogeneze) za vzniku první glomerulární kapilární trubice. FoxD1 + mesangiální prekurzory také migrují do štěrbiny. Obecně se uznává, že VEGFA vylučovaná prekurzory podocytů rekrutuje endotelové prekurzory, které vylučují PDGFB k náboru mesangiálních prekurzorů (viz ref. 4). Jak se proximální tubul ve tvaru s rozšiřuje, kapilární trubice se také a nakonec stává složitým kapilárním chomáčem.
mesangiální buňky byly notoricky obtížné studovat z několika důvodů. Histologické parametry použité k posouzení mezangiálních defektů nejsou snadno kvantifikovatelné a chybí funkční testy. Izolované mezangiální buňky se v kultuře rychle oddiferencují a dostupné zvěčněné mezangiální buněčné linie jsou také nediferencované. Navíc a co je možná nejdůležitější, je nedostatek in vivo nástroje, jako mesangiální buňky–specifické Cre linie u myší, které umožňují buněčný typ–specifické modifikace/pozorování in vivo. I když jednobuněčné RNAseq experimenty byly provedeny v rozvojovém a vyspělém ledvin, geny vyjádřil jednoznačně v mesangiální buňky, které by mohly být vhodné pro Cre nebo fluorescenční reportér linka nebyly popsány. Pokusy o studium funkce genu v mezangiálních buňkách často používají myší linii FoxD1-cre. Buňky FoxD1+ tvoří populaci progenitorových buněk, které vedou ke vzniku renální stromatu, pericytů, buněk hladkého svalstva cév a mezangiálních buněk. Obvykle jsou podmíněně odstraněné geny přítomny ve všech nebo některých progenitorových buňkách FoxD1+ a jejich derivátech, což představuje problém při pokusu o přiřazení rolí specifických pro typ buňky. Zejména kortikální stromální buňky jsou nápomocné při podpoře diferenciace nefronů, pro mikrovaskulární integritu je zapotřebí 7 a pericyty.8,9 Tak, delece genu z FoxD1+ buněk, může potenciálně způsobit snížení nefronu číslo, nefronu tubulární abnormality, cévní krvácení a/nebo peritubulární kapilární ředění, které může sekundárně způsobit vady v glomerulech a mesangium. Například, významné snížení nefronu číslo a ledvin hmoty způsobí, hyperfiltrace ve zbylých glomerulů, což v konečném důsledku může vést k glomeruloskleróza. Kromě toho je FoxD1 exprimován v některých podocytech již v pozdních stádiích glomerulogeneze, což dále komplikuje interpretaci dat.10,11 i Přes tyto nedostatky, když pečlivě provedený, studium genové funkce pomocí FoxD1-cre (nebo jiné stromální Cre linie) může odhalit zajímavé aspekty mesangiální buňky funkce.
v díle Grigorieva et al.,1 autoři zkoumají roli GATA3, transkripční faktor vyjádřen ureteric bud a FoxD1+-stromální buňky, kmenových buněk během vývoje a jejich deriváty v dospělosti. Je známo, že homozygotní ztráta GATA3 způsobuje renální agenezi u myší.12 tento defekt, který byl přičítán jeho roli v ureterickém pupenu, vylučuje studium GATA3 v pozdějších vývojových krocích a v dalších typech buněk. V této studii autoři zjistili, že haploinsufficiency z GATA3 u myší vede k malé glomerulů, závady, které zjistí, je v důsledku snížení průniku a proliferaci mesangiálních buněk do rozvojových glomerulů. Glomeruly následně mají snížený počet kapilárních smyček. Je zajímavé, že počet mezangiálních buněk zůstává u dospělých glomerulů snížen. Předchozí studie ukázaly, že mesangiální buňky zranění a ztráty u dospělých mohou být opraveny prostřednictvím osídlování buňkami rekrutovali z juxtaglomerulární aparát,13 který zřejmě nedochází v těchto mutantů. Tak, GATA3 je funkce v mesangiální vniknutí a/nebo šíření musí přetrvávat až do dospělosti a/nebo v juxtaglomerulární aparát odvozené z progenitorových buněk. Alternativně, může být kritické období pro mesangiální ingress a jejich schopnost podporovat normální kapilární smyčky.
další významné zjištění od Grigorieva et al.1 je, že GATA3 je robustní marker zdravých a nemocných mezangiálních jader v myších i lidských glomerulích. Tato jaderná lokalizace umožňuje snadný kvantifikace mesangiální buňky číslo, aby se zabránilo problémy z cely segmentace, které je obléhat úsilí pomocí cytoplazmatických a membránových markerů. Přesné mesangiální buňky kvantifikace má velký potenciál v klinických aplikacích, protože to by mohl být použit, aby lépe posoudit vývojové vady, jakož i získaných onemocnění ledvin se zvýšenou mesangiální buňky nebo mesangiální expanzi. Konečné zajímavé zjištění je, že GATA3 exprese je zvýšená ve většině proliferující mesangiálních buněk v experimentální mesangiální proliferativní GN a pacienta biopsií IgA nefropatie. Budoucí experimenty s odhalením role GATA3 v proliferaci nebo reakci na zranění budou velmi zajímavé.
v díle Nelsona a kol., 2 autoři studovali transkripční faktor EBF1 v glomerulárním vývoji. Jejich předchozí studie prokázaly, že vyřazovací myši EBF1 mají malé ledviny s glomerulosklerózou a sníženou kapilární složitostí.14 Protože EBF1 je produkován v FoxD1+ progenitorové buňky, mesangiální buňky a podocyty, oni generované myší s kondicionální smazání EBF1 pomocí FoxD1-cre a Podocin-cre. Pouze delece pomocí FoxD1-cre vede k myším s malými ledvinami a sníženou filtrací. Tyto mutanty mají rozšířené intersticium a malé sklerotické glomeruly s menším počtem kapilárních smyček, které odpovídají úloze EBF1 v mezangiálních buňkách. Zkoumání základního mechanismu pomocí mezangiálních buněk izolovaných z mutantních myší ukázalo, že prostenoidy a exprese COX2 jsou sníženy nepřímým mechanismem. Dále zjistili, že indukovatelná exprese COX2 částečně zachránila fenotyp mutantů EBF1, čímž se zvýšila velikost glomerulů. Další mechanické a funkční studie bude zapotřebí pochopit to zajímavé zjištění a pitvat role prostenoids a COX2 v glomerulární rozvoj.
v obou studiích vede defekt mezangiálních buněk k narušení vývoje kapilárního chomáče. Jak mezangiální buňky skutečně indukují tvorbu a opakování kapilárního plexu, zůstává v této oblasti vynikající otázkou. Kromě toho jsou chemotaktické a adhezivní interakce, které by mohly řídit tyto procesy, nejasné. Pravděpodobně by se výčnělky mezangiálních buněk mohly ukotvit k glomerulární bazální membráně. Skutečně, myši s mutací v lamininu podjednotky α5 mají sníženou glomerulární kapilární smyčky mezi další vady, což naznačuje, že lamininu zprostředkovává mesangiální buněčnou adhezi.15 Navíc, po počátečním plexus formy, je pravděpodobné, že následné kroky k vytvoření značně opilý kapilární trs, které mohou zahrnovat rozsáhlé přestavby mesangiálních-GBM a mesangiální-endoteliální interakce. Budoucí studie, které charakterizují tři-dimenzionální struktury glomerulární smyčky rozvoj a mesangiální arborization a molekulární narážky, že řídit tyto procesy, bude pravděpodobně odhalit román aspekty glomerulární vývojové poruchy.
