mesangiale celler spiller en kritisk rolle i udviklingen af glomeruli, der virker sammen med podocytter og endotelceller for at danne en funktionel filtreringsenhed. I dette nummer af JASN,to papere1, 2 identificerer transkriptionsfaktorer, der er nødvendige for mesangial cellefunktion og følgelig glomerulær tuftudvikling.
Glomerulogenese begynder ved begyndelsen af nefrogenese. Nephron progenitorceller rekrutteres gradvist for at skabe en epitelstruktur kaldet renal vesikel. Nylige data antyder, at timingen og placeringen af cellerekruttering er kritisk: progenitorer, der rekrutteres sidst og proksimalt til nyrevesikelen, er bestemt til at blive podocyt-og parietale epitelforløbere.3 Når denne struktur modnes til en s-formet tubule, bliver podocyt-og parietale epitelforløbere dens proksimale hale (Figur 1). Endotel” tipcelle ” – forfædre migrerer ind i den proksimale kløft i halen fra den omgivende kapillærpleksus (en proces kaldet spirende angiogenese) for at danne det første glomerulære kapillarrør. Rævd1 + mesangiale forstadier migrerer også ind i spalten. Det er bredt accepteret, at VEGFA udskilt af podocytprecursorer rekrutterer endotelprecursorer, som udskiller PDGFB for at rekruttere mesangiale forløbere (gennemgået i ref. 4). Efterhånden som den proksimale s-formede tubule udvides, kapillarrøret gør det også og i sidste ende, bliver en indviklet kapillær tuft.
mesangiale celler har været notorisk vanskelige at studere af flere grunde. De histologiske parametre, der bruges til at vurdere mesangiale defekter, kvantificeres ikke let, og funktionelle analyser mangler. Isolerede mesangiale celler dedifferentierer hurtigt i kultur, og tilgængelige udødelige mesangiale cellelinjer er også udifferentierede. Desuden og måske vigtigst er der mangel på In vivo–værktøjer, såsom mesangiale cellespecifikke Cre–linjer i mus, der tillader celletypespecifik modifikation/observation in vivo. Selvom der er udført encellede Rnaseeksperimenter i den udviklende og modne nyre, gener udtrykt entydigt i mesangiale celler, der kunne være egnede til en Cre-eller fluorescerende reporterlinie, er endnu ikke beskrevet. Forsøg på at studere genfunktion i mesangiale celler bruger ofte Ræven1-CRE muselinje. Ræv1 + celler udgør en population af stamceller, der giver anledning til renal stroma, pericytter, vaskulære glatte muskelceller og mesangiale celler. Typisk er de gener, der er betinget slettet, til stede i alle eller nogle af Ræven1+ stamceller og deres derivater, hvilket udgør et problem, når man forsøger at tildele celletypespecifikke roller. Især er kortikale stromaceller medvirkende til at fremme nefrondifferentiering,7 og pericytter er nødvendige for mikrovaskulær integritet.8,9 således kan deletion af et gen fra Ræv1+ – celler potentielt forårsage reduceret nephronantal, nephron tubular abnormaliteter, vaskulær blødning og/eller peritubulær kapillær rarefaction, der sekundært kan forårsage defekter i glomeruli og mesangium. For eksempel vil en signifikant reduktion i nephronantal og nyremasse forårsage hyperfiltrering af resterende glomeruli, hvilket i sidste ende kan føre til glomerulosklerose. Derudover udtrykkes Rævd1 i nogle podocytter så tidligt som sene stadier af glomerulogenese, hvilket yderligere komplicerer datatolkning.10,11 på trods af disse mangler kan undersøgelser af genfunktion ved hjælp af Ræv1-cre (eller anden stromal Cre-linje), når de udføres omhyggeligt, afsløre interessante facetter af mesangial cellefunktion.
i arbejdet af Grigorieva et al., 1 forfatterne undersøger rollen som GATA3, en transkriptionsfaktor udtrykt af ureterisk knopp og Ræv1+-stromale celleforfædre under udvikling og deres derivater i voksen alder. Homosygøst gata3-tab er kendt for at forårsage renal agenese hos mus.12 denne defekt, der er tilskrevet dens rolle i ureterisk knopp, udelukker undersøgelse af GATA3 ved senere udviklingstrin og i yderligere celletyper. I denne undersøgelse finder forfatterne, at haploinsufficiens af GATA3 hos mus fører til små glomeruli, en defekt, som de finder, skyldes reduceret indtrængning og proliferation af mesangiale celler til udvikling af glomeruli. Glomeruli har derfor reduceret antallet af kapillære sløjfer. Interessant nok forbliver antallet af mesangiale celler reduceret i voksne glomeruli. En tidligere undersøgelse har vist,at mesangial celleskade og tab hos voksne kan korrigeres gennem genbefolkning af celler rekrutteret fra det sidestillede apparat, 13 som tilsyneladende ikke forekommer i disse mutanter. GATA3 ‘ s funktion i mesangial indtrængning og/eller proliferation skal således fortsætte i voksenalderen og/eller i de sidestillede apparatafledte stamceller. Alternativt kan der være en kritisk tidsperiode for mesangial indtrængning og deres evne til at fremme normal kapillær looping.
et andet vigtigt fund fra Grigorieva et al.1 er, at GATA3 er en robust markør for sunde og syge mesangiale kerner i både mus og humane glomeruli. Denne nukleare lokalisering giver mulighed for let kvantificering af mesangial celle nummer, undgå problemer med cellesegmentering, der belejrer indsats ved hjælp af cytoplasmatiske og membranmarkører. Nøjagtig mesangial cellekvantificering har stort potentiale i kliniske anvendelser, fordi det kunne bruges til bedre at vurdere udviklingsfejl såvel som erhvervede nyresygdomme med øgede mesangiale celler eller mesangial ekspansion. Et sidste spændende fund er, at gata3-ekspression øges i størstedelen af prolifererende mesangiale celler i eksperimentel mesangial proliferativ GN og patientbiopsier af IgA-nefropati. Fremtidige eksperimenter for at afdække gata3 ‘ s rolle i spredning eller reaktion på skade vil være af stor interesse.
i Nelson et al., 2 forfatterne studerede transkriptionsfaktoren EBF1 i glomerulær udvikling. Deres tidligere undersøgelser havde vist, at EBF1 knockout mus har små nyrer med glomerulosklerose og reduceret kapillær kompleksitet.14 fordi EBF1 produceres i Ræve1+ stamceller, mesangiale celler og podocytter, genererede de mus med betinget deletion af EBF1 ved hjælp af Ræve1-cre og Podocin-cre. Kun sletning ved hjælp af Rævd1-cre fører til mus med små nyrer og reduceret filtrering. Disse mutanter har et udvidet interstitium og små sklerotiske glomeruli med færre kapillære sløjfer, sidstnævnte er i overensstemmelse med en rolle for EBF1 i mesangiale celler. Undersøgelse af den underliggende mekanisme ved hjælp af mesangiale celler isoleret fra mutante mus afslørede, at prostenoider og COKS2-ekspression reduceres via en indirekte mekanisme. Desuden fandt de, at inducerbar ekspression af COKS2 delvist reddede fænotypen af EBF1-mutanterne og derved øgede størrelsen af glomeruli. Yderligere mekanistiske og funktionelle undersøgelser vil være nødvendige for at forstå dette interessante fund og dissekere rollerne for prostenoider og COKS2 i glomerulær udvikling.
i begge undersøgelser fører defekten i mesangiale celler til nedsat udvikling af kapillær tuft. Hvordan mesangiale celler virkelig inducerer dannelse af kapillær pleksus og looping forbliver et fremragende spørgsmål i marken. Desuden er de kemotaktiske og klæbende interaktioner, der kan drive disse processer, uklare. Formentlig kunne mesangiale cellefremspring forankre til den glomerulære kældermembran. Faktisk har mus med mutationer i laminin-underenheden larp5 reduceret glomerulær kapillær looping blandt andre defekter, hvilket antyder, at laminin medierer mesangial celleadhæsion.15 derudover er der efter de indledende pleksus-former sandsynligvis efterfølgende trin til at skabe den omfattende sløjfede kapillær tuft, der kan involvere omfattende ombygning af mesangial-GBM og mesangial-endotel-interaktioner. Fremtidige undersøgelser, der karakteriserer den tredimensionelle struktur af glomerulær sløjfeudvikling og mesangial arborisering og de molekylære signaler, der driver disse processer, vil sandsynligvis afsløre nye aspekter af glomerulære udviklingsforstyrrelser.
