celulele mezangiale joacă un rol critic în dezvoltarea glomerulilor, acționând împreună cu podocitele și celulele endoteliale pentru a forma o unitate de filtrare funcțională. În acest număr al JASN, două hârtii1, 2 identifică factorii de transcripție care sunt necesari pentru funcția celulelor mezangiale și, în consecință, pentru dezvoltarea smocului glomerular.
Glomerulogeneza începe la debutul nefrogenezei. Celulele progenitoare nefronice sunt recrutate progresiv pentru a crea o structură epitelială numită veziculă renală. Datele recente sugerează că momentul și poziția recrutării celulare sunt critice: progenitorii care sunt recrutați ultima dată și proximali veziculei renale sunt destinați să devină precursori epiteliali podociți și parietali.3 Pe măsură ce această structură se maturizează într-un tub în formă de s, precursorii epiteliali podociți și parietali devin coada proximală (Figura 1). Progenitorii „vârfului” endotelial migrează în fanta proximală a cozii din plexul capilar înconjurător (un proces numit angiogeneză de germinare) pentru a forma primul tub capilar glomerular. Foxd1 + precursorii mezangiali migrează, de asemenea, în fanta. Este larg acceptat faptul că VEGFA secretat de precursori de podocite recrutează precursori endoteliali, care secretă PDGFB pentru a recruta precursori mezangiali (revizuit în ref. 4). Pe măsură ce tubul proximal în formă de S se lărgește, tubul capilar face la fel de bine și, în cele din urmă, devine un smoc capilar complicat.
celulele mezangiale au fost notoriu dificil de studiat din mai multe motive. Parametrii histologici utilizați pentru evaluarea defectelor mezangiale nu sunt ușor cuantificați, iar testele funcționale lipsesc. Celulele mezangiale izolate se dediferențiază rapid în cultură, iar liniile celulare mezangiale imortalizate disponibile sunt, de asemenea, nediferențiate. În plus și poate cel mai important, există o lipsă de instrumente in vivo, cum ar fi liniile cre specifice celulelor mezangiale la șoareci, care permit modificarea/observarea specifică tipului de celule in vivo. Deși experimentele rnaseq cu o singură celulă au fost efectuate în rinichiul în curs de dezvoltare și matur, genele exprimate în mod unic în celulele mezangiale care ar putea fi potrivite pentru o linie cre sau reporter fluorescent nu au fost încă descrise. Încercările de a studia funcția genică în celulele mezangiale folosesc adesea linia de șoarece FoxD1-cre. Celulele FoxD1 + constituie o populație de celule progenitoare care dau naștere la stroma renală, pericite, celule musculare netede vasculare și celule mezangiale. De obicei, genele șterse condiționat sunt prezente în toate sau în unele dintre celulele progenitoare FoxD1+ și derivații acestora, ceea ce reprezintă o problemă atunci când se încearcă atribuirea rolurilor specifice tipului de celulă. În special, celulele stromale corticale sunt esențiale în promovarea diferențierii nefronilor, 7 și pericitele sunt necesare pentru integritatea microvasculară.8,9 astfel, ștergerea unei gene din celulele FoxD1 + poate provoca un număr redus de nefroni, anomalii tubulare ale nefronilor, hemoragie vasculară și/sau rarefiere capilară peritubulară care ar putea provoca în al doilea rând defecte ale glomerulilor și mezangiului. De exemplu, o reducere semnificativă a numărului de nefroni și a masei renale va determina hiperfiltrarea glomerulilor rămași, care, în cele din urmă, poate duce la glomeruloscleroză. În plus, FoxD1 este exprimat în unele podocite încă din stadiile tardive ale glomerulogenezei, complicând în continuare interpretarea datelor.10,11 în ciuda acestor deficiențe, atunci când sunt executate cu atenție, studiile privind funcția genică folosind FoxD1-cre (sau altă linie stromală Cre) pot dezvălui fațete interesante ale funcției celulelor mezangiale.
în lucrarea lui Grigorieva și colab., 1 autorii examinează rolul GATA3, un factor de transcripție exprimat de mugurul ureteric și de progenitorii celulelor stromale FoxD1+în timpul dezvoltării și derivații acestora la vârsta adultă. Se știe că pierderea homozigotă GATA3 provoacă ageneză renală la șoareci.12 acest defect, care a fost atribuit rolului său în mugurul ureteric, împiedică studiul GATA3 în etapele ulterioare de dezvoltare și în tipuri de celule suplimentare. În acest studiu, autorii constată că haploinsuficiența GATA3 la șoareci duce la glomeruli mici, un defect pe care îl găsesc se datorează pătrunderii reduse și proliferării celulelor mezangiale în dezvoltarea glomerulilor. În consecință, glomerulii au un număr redus de bucle capilare. Interesant este că numărul de celule mezangiale rămâne redus la glomeruli adulți. Un studiu anterior a demonstrat că leziunea și pierderea celulelor mezangiale la adulți pot fi corectate prin repopulare de către celulele recrutate din aparatul juxtaglomerular,13 care aparent nu apare la acești mutanți. Astfel, funcția GATA3 în pătrunderea și/sau proliferarea mezangială trebuie să persiste la vârsta adultă și/sau în celulele progenitoare derivate din aparatul juxtaglomerular. Alternativ, poate exista o perioadă critică de timp pentru pătrunderea mezangială și capacitatea lor de a promova bucla capilară normală.
o altă constatare semnificativă din Grigorieva și colab.1 este că GATA3 este un marker robust al nucleelor mezangiale sănătoase și bolnave atât în glomeruli de șoarece, cât și în oameni. Această localizare nucleară permite cuantificarea facilă a numărului de celule mezangiale, evitând problemele de segmentare celulară pe care eforturile beleaguer le utilizează markeri citoplasmatici și membranari. Cuantificarea exactă a celulelor mezangiale are un mare potențial în aplicațiile clinice, deoarece ar putea fi utilizată pentru a evalua mai bine defectele de dezvoltare, precum și bolile renale dobândite cu celule mezangiale crescute sau expansiune mezangială. O constatare finală interesantă este că expresia GATA3 este crescută în majoritatea celulelor mezangiale proliferative în GN proliferativ mezangial experimental și biopsiile pacienților de nefropatie IgA. Experimentele viitoare pentru a descoperi rolul GATA3 în proliferare sau răspuns la rănire vor fi de mare interes.
în lucrarea lui Nelson și colab., 2 autorii au studiat factorul de transcripție EBF1 în dezvoltarea glomerulară. Studiile lor anterioare au demonstrat că șoarecii knockout EBF1 au rinichi mici cu glomeruloscleroză și complexitate capilară redusă.14 deoarece EBF1 este produs în FoxD1 + celule progenitoare, celule mezangiale și podocite, au generat șoareci cu ștergerea condiționată a EBF1 folosind FoxD1-cre și Podocin-cre. Numai ștergerea folosind FoxD1-cre duce la șoareci cu rinichi mici și filtrare redusă. Acești mutanți au un interstițiu extins și mici glomeruli sclerotici cu mai puține bucle capilare, acestea din urmă fiind în concordanță cu un rol pentru EBF1 în celulele mezangiale. Explorarea mecanismului de bază folosind celule mezangiale izolate de la șoareci mutanți a arătat că prostenoizii și expresia COX2 sunt reduse printr-un mecanism indirect. Mai mult, au descoperit că expresia inductibilă a COX2 a salvat parțial fenotipul mutanților EBF1, mărind astfel dimensiunea glomerulilor. Vor fi necesare studii mecaniciste și funcționale suplimentare pentru a înțelege această descoperire interesantă și pentru a diseca rolurile prostenoidelor și COX2 în dezvoltarea glomerulară.
în ambele studii, defectul celulelor mezangiale duce la dezvoltarea afectată a smocului capilar. Modul în care celulele mezangiale induc cu adevărat formarea plexului capilar și buclă rămâne o întrebare remarcabilă în domeniu. Mai mult, interacțiunile chemotactice și adezive care ar putea conduce aceste procese sunt neclare. Probabil, proeminențele celulelor mezangiale ar putea ancora la membrana bazală glomerulară. Într-adevăr, șoarecii cu mutații în subunitatea lamininicq5 au redus bucla capilară glomerulară printre alte defecte, sugerând că laminina mediază aderența celulelor mezangiale.15 în plus, după formele plexului inițial, există probabil pași ulteriori pentru a crea smocul capilar cu buclă extensivă care poate implica remodelarea extinsă a interacțiunilor mezangial-GBM și mezangial-endotelial. Studiile viitoare care caracterizează structura tridimensională a dezvoltării buclei glomerulare și arborizarea mezangială și indicii moleculari care conduc aceste procese vor dezvălui probabil aspecte noi ale tulburărilor de dezvoltare glomerulară.
