Embrüonaalse neeru areng, tüvirakud ja Wilmsi kasvaja päritolu

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstraktne:Täiskasvanud imetajaneerudon halvasti taastuv organ, millel puuduvad tüvirakud, mis suudaksid sarnaselt nt nahale või vereloomesüsteemile funktsionaalset homöostaasi täita. Erinevalt küpsestneerud,embrüonaalneneerudsisaldab vähemalt kolme tüüpi liinispetsiifilisi tüvirakke, mis tekitavad (a) kusejuha ja kogumiskanalisüsteemi, (b) nefroneid ja (c) mesangiaalrakke koos strooma sidekoega. Laialdast huvi on äratatud nende embrüonaalsete eellasrakkude vastu, mis tavaliselt kaovad inimestel enne sündi, kuid jäävad pediaatrias osaks diferentseerumata nefrogeensetest rakkudest.neeru-vähk Wilmsi kasvaja. Siin käsitleme praegust arusaamaneerud-spetsiifiline embrüonaalne eellasregulatsioon areneva neeru sünnikeskkonnas ja nende tasakaalustatud regulatsiooni häired, mis viivad Wilmsi kasvaja tekkeni.

Märksõnad:neerud; organogenees; laste vähk; tüvirakud; diferentseerimine; eneseuuendamine, Neer

SissejuhatusTüvirakud moodustavad põhialuse mitte ainult normaalseks arenguks ja kudede homöostaasiks, vaid ka tuumorigeneesiks. Täiskasvanud imetaja neerus puuduvad enamasti tüvirakud ja seetõttu peetakse seda mitteregeneratiivseks organiks, eriti kui regeneratsiooni määrab võime genereerida uusi nefroneid ja taastada filtreerimisvõime.[1]. Vastupidiselt sellele on embrüonaalses neerus vähemalt kolme tüüpi liinispetsiifilisi tüvirakke (siin viidatud kui eellasrakke), millest moodustuvad kusejuha ja kogumiskanalite süsteem, nefronid ja strooma sidekude.[2,3]. Need eellasrakud on tekitanud märkimisväärset huvi regeneratsioonipõhises neerumeditsiinis kasutamise vastu, kuid diferentseerumata rakkude säilitamise ohutus postnataalsetes neerudes on oluliselt vähem arutatud teema.

Ohutushinnangu lahutamatu osa on kudedes elavate eellasrakkude regulatsiooni põhjalik mõistmine. Koespetsiifiliste eellasrakkude säilitamist ja diferentseerumist suunavad mehhanismid aktiveeruvad paljude vähivormide korral ebanormaalselt[4]. See on eriti ilmne embrüonaalsest päritolu kasvajatest, nagu Wilmsi kasvaja (WT; joonis 1), medulloblastoom ja retinoblastoom.

Nefronid, imetajate neerude ja neeru strooma funktsionaalsed filtreerimisüksused on saadud metanefrilisest mesenhüümist, mis sisaldab mõlema liini jaoks erinevaid eellaskogumeid[5,6]. Metanefriline kude kaob inimestel tavaliselt enne sündi, kuid Wilmsi kasvajaga patsientidel jääb see osaks diferentseerumata nefrogeensetest kudedest[7,8]. Normaalsetes kudedes elavate eellasrakkude ja vähki põhjustavate tüvirakkude vaheliste erinevuste mõistmine on vajalik, et luua staadium selliste transformatsioonide paremaks iseloomustamiseks, mis muudavad normaalsed neeru eellasrakud Wilmsi kasvaja tüvirakkudeks. See võib oluliselt aidata prognoosida individuaalset haiguse prognoosi ja kasvaja kemosensitiivsust, hõlbustades seeläbi patsientide paremat kihistumist ja agressiivseid ravistrateegiaid vajavate patsientide tuvastamist.[9]. See ülevaade annab ülevaateneerudarengule järgneb kokkuvõte selle kohta, kuidas kanalite ja nefroni eellasrakkude kogumine aitab kaasa normaalsele neerumorfogeneesile, et hõlbustada nende põhiliste sarnasuste ja erinevuste mõistmist Wilmsi kasvaja bioloogiaga.

Joonis 1. Nefroblastomatoos ja Wilmsi kasvaja. (A) Näide inimese sünnijärgsest perioodistneerudnefroblastomatoosi nefrogeensete tugedega (tärnidega), mida nähakse tihedalt pakitud tumedamate siniste rakkudenaneeru-ajukoor. (B) Inimese näideneerudWilmsi kasvaja klassikalise morfoloogiaga. See meenutab embrüonaalsetneerudeksponeerides blastemaalseid (B), stromaalseid (S) ja epiteelirakke (nooled a), mis aga ei suuda organiseerida tüüpilisteks koestruktuurideks.

Wilmsi kasvaja Wilmsi kasvajad (joonis 1) on üks levinumaid soliidkasvajaid lastel, mille esinemissagedus on 1:10, 000 ja mis ilmnevad tavaliselt enne viie aasta vanuseid. Kuigi mõnede histoloogiliste kasvajatüüpide puhul on olemas head ravivõimalused ja nende elulemus on hea, on teiste tüüpide, näiteks anaplastiliste Wilmsi kasvajate puhul siiski 5-yfari elulemus vaid 50 protsenti. Seetõttu püsib selge kliiniline vajadus Wilmsi kasvaja ravivõimaluste parandamiseks; selle saavutamiseks on oluline nende kasvajate parem põhiteadmine.Nagu mujal põhjalikult läbi vaadatud[7], Wilmsi kasvajad on juba pikka aega huvitanud arste, patolooge ja vähigeneetikuid. Kasvajad on embrüonaalse arengu probleemide otsene tagajärgneerud,ja see oli üks vähitüüpidest, mille põhjal Alfred Knudson töötas välja oma kasvaja supressorgeenide kahe tabamuse mudeli.[10]

antotsüaniini lisandTAHTEPARANDADA NEeru-/NEERUHAIGUSI

Embrüonaalne neer Neermorfogenees on klassikaline näide tasakaalustatud vastastikusest koe interaktsioonist[11-13]. Suur osa meie põhiteadmistest, kuidasneerudareneb tuleneb klassikalistest videos kudede rekombinatsiooni/induktsiooni katsetest erinevates mudelorganismides, mida täiendatakse in vivo geenide inaktiveerimise uuringutega hiirtel[14,15]. Need katsed on näidanud, et imetajaneerudtuleneb vahepealsest mesodermist, millest moodustuvad kolm ajaruumiliselt erinevat neeru, mida nimetatakse pro-, meso- ja metanefroks[15—17]. Metanefroosi organogenees, lõplikneerud,kasutab epiteeli kusejuha punga (UB) hargneva morfogeneesi tulevase elundi kasvuks ja mustri kujundamiseks, samas kui nefronite diferentseerumine toimub tekkivas metanefrises mesenhüümis, mis ümbritseb iga UB otsa (joonis) 2). Iga äsja moodustunud UB vastutab suurema osa metanefrilise mesenhüümi populatsiooni puutumatuna hoidmise eest, indutseerides samal ajal selle alampopulatsiooni astmelise mesenhüümist epiteeli transformatsiooni T-bud epiteeli kaenlaalustes, moodustades funktsionaalse nefroni.[18]. Selle tsükli orkestreeritud kordamine kõrgelt reguleeritud viisil tagab kõigi asjakohaste rakutüüpide säilimise kuni tsükli lõpuni.neerudorganogenees.Neerudstrooma on osa mesenhümaalsest populatsioonist, mis katab nefronit moodustavat mesenhüümi ja on kriitilise tähtsusega mitte ainult mesangiaalrakkude ja interstitsiumi moodustumisel, vaid osaleb aktiivselt ka hargnevate morfogeneeside reguleerimises ning nefronite ja veresoonte õiges diferentseerumises.[19—24]. Kuigi innervatsioon ja veresoonte võrgu moodustumine on funktsionaalsuse olulised tunnusedneerudareng ja hiljutised uuringud näitavad endoteeli prekursorite esinemist eanbryonicusneerud,neid teemasid siin ei käsitleta (Sesightsi kohta vt[25-33]).

Joonis 2. Illustratsioonneerudsuguvõsad ja nende päritolu. Vasakpoolne illustratsioon kujutab embrüo skemaatiliseltneerudkaheharulise kusejuhaga (UB, sinine), mis on saadud vahepealse mesodermi, mida nimetatakse Wolffi kanaliks, epiteeli muundumisest. Nagu on näidatud keskmisel skeemil, jagatakse kusejuha pungad tüve ja tipu piirkondadeks, kus tipud tähistavad diferentseerumata rakke ja tüved on hõivatud diferentseerumisega seotud rakkudega. Epiteeli küpsemisel diferentseeruvad ühendavad duktaalsed rakud spetsiaalseteks interkaleerunud ja peamisteks rakutüüpideks. Metanefriline mesenhüüm (MM, roheline), mis ümbritseb epiteeli UB-d, liinid on kujutatud paremal. Metanefriline mesenhüüm koosneb kondensaatmesenhüümist, mis sisaldab nefroni eellasrakke, ja stroomarakkudest. Korgi kondensaadis olevad nefroni eellased läbivad mesenhüümi ja epiteeli ülemineku, et algatada kõigi nefroni segmentide (glomerulus ja segmenteeritud torukesed) diferentseerumine UB kaenlaalustes. MM-i stroomarakud diferentseeruvadneeru-strooma liinid.

Vahepealne mesoderm diferentseerub epiteeli nefriliseks (Wolffi) kanaliks, mis seejärel kasvab embrüo tagumise otsa suunas ja määrab samal ajal metanefrilise mesenhüümi embrüo tagumises osas.[34]. Pärast ühendamist kloaagiga (tulevane urogenitaalne siinus), mis toimub hiirtel embrüonaalsel päeval 10.5 (E10.5), indutseeritakse lõplikneerudtoimub siis, kui epiteeli nefrijuha moodustab ühe punga, mis kasvab külgnevaks metanefriliseks mesenhüümiks, et luua kusejuha (UB)[35,36]. Neerinimese areng algab 28. kuni 30. raseduspäeva paiku. Viimase paari aasta jooksul on tehtud suuri hüppeid inimese üksikasjaliku arenguaja mõistmisel.neeruddiferentseerumine ning selle molekulaarsed ja morfoloogilised mehhanismid[37—39]. Need uuringud toetavad varasemate uuringute põhjal väljakujunenud seisukohta, et vaatamata mõningatele erinevustele,neeru-diferentseerumine hiirtel ja inimestel on hästi säilinud.

Üldtunnustatud on, et pärastneerudinduktsiooni korral on tärkamine ja esimene UB hargnemise sündmus rakuliselt ja molekulaarselt erinevad järgnevatest hargnemissündmustest, mis on tihedalt seotud nefrogeneesiga[40,41]. Näiteks nefrojuha, mis annab välja esialgse UB ja UB ise, koosneb pseudostratifitseeritud epiteelist ning varajase metanefrilise mesenhüümi transkriptsiooniprofiil erineb nefroni eellaspopulatsiooni esindava korgi mesenhüümi omast.(https://www.gudmap.org/chaise/record/#2/RNASeq:Replicate/RID=16-2PQ2(kasutatud 27. jaanuaril 2021))[42-46]. Algsele UB moodustumisele järgneb pikenemine, sellele järgnev UB otsa laienemine ampulliks ja lõpuks ampulli hargnemine T-kujulisteks oksteks[41]. Kuidagi, kuigi enamasti tundmatute mehhanismidega, loob esimese T-punga moodustumine molekulaarse masinavärgi, mis suudab säilitada nefrogeenset programmi tekkivas metanefrises mesenhüümis kuni ligikaudu 30. kuni 32. rasedusnädalani inimestel ja varaste postnataalsete päevadeni hiirtel. on väljaspool hargneva morfogeneesi enda lakkamist[47-50].

Peamised transkriptsioonifaktorid, mis on vajalikudneerudinduktsiooni hulka kuuluvad Eya1, Hox11 paraloogid A ja D, Pax2, Sall1, Six1 ja Wt1[45,51-55]ja nende rollid on mujal põhjalikult läbi vaadatud[56,57]. Samuti on hästi tõestatud, et retseptori türosiinkinaasi signaaliülekande samaaegne aktiveerimine, eriti allavoolu gliiarakuliinist tuletatud neurotroofsest faktorist (GDNF), mis on ümber paigutatud transfektsiooni käigus (RET) ja fibroblasti kasvufaktori (FGF) retseptorist koos inhibeeriva toimega. UB moodustumiseks ja metanefrilise mesenhüümi indutseerimiseks on vaja luu morfogeneetilise valgu signaaliülekandeid[43,58-60]. Signalisatsiooniradade ja transkriptsioonifaktorite vaheliste üksikasjalike regulatiivsete seoste kohta on vähem teada, kuid ülalmainitud transkriptsioonifaktoritest on Gdnf ekspressiooniks ja seega RET-signaali aktiveerimiseks vajalikud Eya1, Hox11 paraloogid, Pax2 ja Six1. vahendab selle mõju transkriptsioonifaktorite Etv4 ja -5 kaudu[43,61-63]. Signalisatsiooniradade, transkriptsiooniliste sihtmärkide ja rakuliste sündmuste fosfoproteoomilise kontrolli täpsete regulatiivsete rollide kaardistamiseks varases staadiumis on vaja oluliselt rohkem tööd.neerudinduktsioon.Kuseteede pungade hargnemise morfogenees orkestreerib embrüonaalsetNeerKasv ja nefroni moodustuminePärast esimest UB bifurkatsiooni ja metanefrilise mesenhüümi moodustumist jätkub hargnemine 12 edukat tsüklit, et viia lõpule 85 protsenti hargnemissündmustest E16.5-ks, misjärel toimub UB tüve pikenemise faas ja lõplike harude põlvkondade valmimine enne sündi.[49,50,64]. Rakuliselt toimub UB hargnemine proliferatsiooni kaudu nii tippudes kui ka tüvedes, selle erinevusega, et rakutsüklid on tippudes oluliselt kiiremad kui tüvedes.[63,65]. Rakkude jagunemisel UB-s kasutatakse ainulaadset luminaalse mitoosi protsessi, kus epiteelirakud eralduvad osaliselt epiteelilehelt, et jaguneda luminaalses kohas, millele järgneb ema- ja tütarrakkude uuesti sisestamine epiteeli mõne raku kaugusel üksteisest.[66]. Selline protsess nõuab ulatuslikke rakkude liikumist,mis on võimalikud tänu normaalse hargnemise edenemiseks vajaliku adhesioonide ja aktiini tsütoskeleti dünaamilisele ja pidevale ümberkujundamisele[42,63,67—69]. Lisaks proliferatsioonile toimub UB tüve pikenemine ja hõrenemine orienteeritud rakkude jagunemise ja rakkude ümberkorralduste kaudu, mida nimetatakse konvergentseks pikenduseks.[70,71], mis tõenäoliselt samuti jätkuvalt kaasa aitavadneerudkasv pärast sündi.Matemaatilise modelleerimise ja ülitäpse pildistamise kombinatsioon on loonud uut teavet, mis seab kahtluse alla traditsioonilise arusaama UB hargnemismustrist, mis kujutab endast dihhotoomsete hargnemiste stereotüüpset kordumist koos aeg-ajalt otste trifurkatsiooni ja väga harvade külgmiste hargnemisjuhtumitega, mida täheldatakse peamiselt kultiveeritud loomadel.neerud [50,72]. Hiljuti pakuti välja kahefaasiline, ajast sõltuv hargnemismuster, mis põhines leidudel, et kiire ja reprodutseeritav hargnemine varases staadiumis.neerudarengule (kuni E15,5 hiirtel) järgneb rohkem mittestereotüüpseid hargnemissündmusi sünnile lähemal, kui ka uute tipumoodustiste määr on oluliselt kortsunud[64]. Seda soovitatakse UB-pildi 3D-struktuuri varieeruvuse arendamiseks. UB hargnemise asümmeetria tugi on olemas[73], kuid signaalid, mis aitavad kaasa UB morfogeneesi aeglustumisele ja lõplikule peatumisele, jäävad tabamatuks.

Neerude eellaspopulatsioonidEmbrüonaalneneerud,erinevalt küpsest vormist sisaldab eellasrakke, mis suudavad kokku panna kogu kogumiskanali, strooma sidekoe ja terve nefroni koos selle funktsionaalsete segmentidega (joonis2) [43,74,75]. Vallikraavi otsaga külgnev metanefriline mesenhüüm, tertaed "kübarmesenhüüm", on nefroni (eelkäijad) rakupopulatsiooni allikas, mis uueneb iga UB tipu hargnemisringi ajal ja säilib kuni hilise tiinuseni inimesel ja varases postnataalses staadiumis. hiired, mille järel see uute nefronite allikas kaob pöördumatult[13,47,50]. Nefroni eellased, mis ümbritsevad iga UB otsa, on kõige paremini iseloomustatudneeru-eellaspopulatsioon ja neid käsitletakse eraldi reklaamijaotises. UB-ots sisaldab veel üht embrüonaalset eellaspopulatsiooni, mis on võimeline asustama küpse inimese ertire kogumiskanalite süsteemi.neerudkuid on ka juba emakas püsivalt kadunud. Ise uuenevad strooma eellased ümbritsevad nefroni eellaspopulatsiooni ja diferentseeruvad aesangiaalseteks rakkudeks ja renaalseks ssttrroaall Hneage'iks (joonis 3) [75].

Joonis 3. Embrüo illustratsioonneerud/s tüvirakkude populatsioonid. (A) Erinevate skemaatiline esitusneerudtüvirakud nende kaasasündinud niššides, mis on imetaja ajal olemasneeru-organogenees. Kaheharulisel kusejuha pungal (UB, helesinine) on kaks otsa, mis asuvad kogumiskanali eellasrakkudes (CDP, tumesinised ristkülikud). Vahetult epiteeli kusejuha punga kõrval on nefroni eellasrakud (NR tumepunased ringid), mis asuvad metanefrilise mesenhüümi (MM, roheline) korgi mesenhüümi (CM) sektsioonis. Nefroni eellaste vars sõltub nende lokaliseerimisest seoses kuseteede pungade otstega. Kusejuha punga kaenlaalustes asuvad nefroni eellasrakud esindavad rohkem diferentseerumisega seotud nefroni eellasi (CNP, punased ringid), mis võivad mütsi mesenhüümi kambris (NP, tumepunased ringid) nefroni eellasrakkudest edasi-tagasi segada. Täielikult toime pandud nefroni eellased jõuavad peritubulaarsete agregaatideni (PA, lillad pallid), mis on diferentseeruvate nefronite esimesed eelkäijad. Kõige kortikaalsemad metanefrilised mesenhümaalsed (MM, rohelised) rakud on stromaalsed (S) rakud, mis sisaldavad ka nefroni eellasrakkude välimist kihti ümbritsevaid stromaalseid eellasrakke (SP, kollakaspruunid ristkülikud). (B) Embrüonaalneneerudpäeval 14.5

hiire areng, mis on värvitud NCAM-iga (punane), mis märgistab metanefrilise mesenhüümi kõik nefroni eellasrakud ja strooma eellasrakud. Värvimine CALBINDIN (roheline) visualiseerib kusejuhade epiteeli. Nooled osutavad ligikaudsele nefroni ja strooma eellaspiirile, tärnid tähistavad kusejuha (rohelisi) tippe, kus asuvad kogumiskanali eellasrakud, ja PA piiritleb pretubulaarset agregaati. (C) Embrüonaalneneerudhiire arengu 14.5 päeval värviti SIX2-ga (roosa), mis visualiseerib spetsiifiliselt ainult nefroni eellasrakke ja kalbindiin (roheline) märgistab kusejuhade epiteeli. Nooled osutavad kõige kortikaalsematele nefroni eellasrakkudele, mis on otseses kontaktis ümbritsevate strooma eellasrakkudega, mis on visualiseeritud tuuma Hoechsti värvimisega (sinine). Tärnid tähistavad kusejuhade (roheliste) otste, kus asuvad kogumiskanali eellased, romb osutab nefroni eellasrakkudele, PA piiritleb pretubulaarset agregaati ja RV onneeru-vesiikul.

Kanalite eellasrakkude koguminePikka aega on olnud teada, et metanefrises mesenhüümis nefroni eellasrakkude poolt ekspresseeritud GDNF on vajalik ja piisav UB väljakasvuks nefrojuhast.[13,76-80]. Hiljuti on näidatud, et GDNF-i aktiveeritud RET-signaalimine koordineerib raku sündmusi, mis on seotud kanali eellaskäitumise kogumisega.[43]. Etv4 ja Etv5 tuvastamine transkriptsioonifaktoritena, mis vahendavad GDNF/RET signaaliefekte UB otstes sihtrakkudele koos geneetilise märgistamise katsetega näitasid, et märkimisväärne hulk rakulisi liikumisi toimub pidevalt mitte ainult UB otstes, vaid ka näpunäiteid pagasiruumi piirkondadele[41,42,61-63,81]. Kimäärkatsetest on selge, et metsikut tüüpi epiteelirakud on pädevad asustama UB otsikuid ja tüvesid, samas kui RET-signaalipuudulikud rakud ei suutnud otstesse settida. Seega mõjutab GDNF/RET signaalimine raku liikumist ja üksiku raku asendit antud UB-s, mis viitab mitte ainult sellele, et rakkude liikumisviis epiteelis mõjutab UB hargnemise morfogeneesi, vaid ka sellele, et raku lokaliseerimine UB-s mõjutab oluliselt selle potentsiaali. .

GDNF/RET signaalimine reguleerib kanali eellaste kogumist MAPK/ERK tegevuse kaudu

Täiendav ülevaade GNDF-i funktsioonist UB-rakkude saatuse reguleerimisel tuli uuringutest, milles kasutati Gdnf-i hiiremudelit, millel puudub geeni 3'-transleerimata piirkond (3'-UTR).[82]. Tugeva veise kasvuhormooni polüA signaali sisestamine pärast stop-koodonit Gdnf endogeenses lookuses kaotab normaalse 3'UTR funktsiooni ja põhjustab endogeense GDNF liigset tootmist mRNA ja valgu tasemel (Gdnf-hüpermorfne alleel). Suurenenud ekspressioon on tõenäoliselt tingitud sellistes regulatoorsetes piirkondades tavaliselt esinevate mikroRNA ja teiste RNA-d siduvate valkude seondumiskohtade puudumisest.[82,83]. GDNF kõrgendatud, kuid ruumiliselt puutumatu ekspressioon mutantsetes hiirtes põhjustab tugevalt laienenud lühikeste tüvedega UB otsad, mis põhjustasid lühikesed ja laienenud kusejuhad, millel on põiega valesti ühendatud ühendus.[84]. Mutantide analüüsneerudnäitas, et laienenud primaarse UB moodustumine on vähemalt osaliselt tingitud mööduvalt suurenenud mitoosist kaudaalses nefrokanalis E10.5, staadiumis, mil algab primaarne UB moodustumine. Seejärel normaliseerub UB otsa epiteelirakkude mitootiline indeks kiiresti samaaegselt apoptoosi tõusuga UB luumenis. See võib viidata sellele, etneerudon omane mehhanism, mis püüab taastada normaalset morfoloogiat patoloogilistes tingimustes. Rakkude jälgimise katsed näitasid väljarände takistust tipu epiteelirakkudes, mis jäid otstesse kinni ega suutnud UB tüvesid asustada ega pikendada. See näitab, et GDNF toetab kanali eellaste laienemist, kuna UB-otsad jäävad väljarände defekti tõttu kogu neeru morfogeneesi jooksul laienema.

CISTANCHE pulbrid PARANDAVAD NEERU/NEERU VALU

Meie enda tulemused näitavad, et GDNF mõjutab kanali eellasrakkude kogumist mitogeen-aktiveeritud proteiinkinaasi (MAPK) / ekstratsellulaarse signaaliga reguleeritud kinaasi (ERK) aktiveerimise kaudu.[84]. Seda toetavad varasemad RET-i mutantmudelid, kus MAPK / ERK aktiveerimine oli blokeeritud[85,86]. Ainult MAPK/ERK inhibeerimine, mitte PI3K/AKT või SRC inhibeerimine, päästab UB otsa morfoloogia ja tüve pikkuseneerudendogeenselt suurenenud GDNF-iga. Arengu reaalajas pildistamineneerudERK jaoks fluorestsentsresonantsenergia ülekande (FRET) põhineva biosensori ekspresseerimine on näidanud dünaamilist aktivatsioonimustrit märkimisväärse heterogeensusega mitte ainult kudede vahel (UB-otsad vs. korgi mesenhüüm), vaid ka näiliselt homogeensete rakupopulatsioonide vahel.[87]. MAPK / ERK aktiveerimise heterogeensus on UB näpunäidetes märkimisväärselt ilmne, kus kõrge ja madal MAPK / ERK aktiveerimine on näiliselt juhuslikult epiteeli vahel hajutatud, mis viitab rakkude sorteerimise rollile. UB-spetsiifiline geneetiline MAPK/ERK inaktiveerimine (Hoxb7Cre;Mek1fl/fl;Mek2-/-) näitab Gdnf-hüpermorfsuse laiendatud UB-otstele täiesti vastupidist fenotüüpineerud, kuna MAPK/ERK-puudulikud otsad jäävad õhukeseks ega laiene ampullstruktuurideks[88]. See näitas MAPK/ERK aktiveerimise olulist nõuet uute okste moodustamiseks UB otstes, mis pikenevad, kuid muudavad väga harva kasvusuunda, mille tulemuseks on ülelihtsustatud UB puu janeeru-hüpodüsplaasia. Molekulaarselt näib MAPK / ERK aktiivsus olevat oluline mitte ainult G-S-rakutsükli faasi progresseerumiseks, vaid ka normaalsete PAXILLIN- ja E-CADHERIN-vahendatud rakuliste adhesioonide jaoks. Arvestades MAPK / ERK ja E-CADHERIN tähtsust embrüonaalsetes tüvirakkudes[89-92], tulevased katsed, mis käsitlevad nende regulatiivseid suhteid kontekstisneerudarendus võib anda huvitavaid teadmisi kanali eellasregulatsiooni kogumise kohta.

Lähtudes tähelepanekust, et UB hargnemine toimub enamikul juhtudel ainult otstes ja sellest tekivad alati uued sarnase hargnemispotentsiaaliga tipud, püstitati siin kirjeldatud uuringutes esmalt hüpotees, et UB-otsad erinevad tüvedest. Seejärel kinnitas pildiuuringute üksikasjalik analüüs, et UB otsad on kohad, kus elab kanalite ja kusejuha kogumise eellaspopulatsioon. Täiendavad geneetilised uuringud on näidanud, et FOXI1 pluss põhi- ja AQP2 pluss interkaleerunud rakkude jaotumise kujundamiseks küpses kogumiskanalis on vaja Notchi signaaliülekannet, samas kui mitmed täiendavad geenid, sealhulgas vähemalt metüültransferaas Dotll ning transkriptsioonifaktorid p63 ja Tfcp2L1, aitavad kaasa rakkude tasakaalustatud diferentseerumisele. iga rakutüüp[93-100](Täpsema ülevaate saamiseks vt nt.[101,102]). Jääb veel uurida, kas kanali eellasrakkude hoolduse ja kadumise kogumisel enne sündi on seos eelnevalt teatatud kahefaasilise ja ajast sõltuva UB hargnemise topoloogiaga[64].

Stromaalsed eellasrakudTheneeru-strooma koosneb interstitsiumist, mesangiumist ja peritsüütidest, mis on saadud FOXD{0}}positiivsest iseuuenevast eellaspopulatsioonist[103,104]. Stromaalsed eellasrakud diferentseeruvad ka seina seinarakkudeksneerudarterites ja arterioolides, aga ka glomeruli mesangiaalrakke, aidates seega oluliselt kaasa nefroni funktsioonidele. Lisaks olulisele transkriptsiooniregulatsioonile, mida pakuvad vähemalt FoxD1, FoxG1, Gata3 ja Pax2, sõltuvad stromaalsed eellasrakud Notchi signaalimisest[6,19,105-107]. Eelkõige näib, et Pax2 moodustab piiri nefroni ja stromaalsete eellaste vahel, et kriitiliselt maha suruda stromaalset identiteeti, samas kui õigeks on vaja üksteisest sõltumatut GATA2 ja RBP-J/Notch signaaliülekannet.neeru-veresoonte areng. Hiire E18.5 embrüote FOXD1 liini uuem üherakuline transkriptoomiline analüüs näitas, et selleks etapiks saab liini jagada 17 eraldi rakuklastriks, mis näitab märkimisväärset raku heterogeensust erinevate transkriptsiooniprogrammidega, mis juhivad nendes klastrites geeniekspressiooni.[108]. Varem loodud inimembrüo uuesti analüüsneerudüherakulised andmed kinnitasid, et tegemist ei ole hiirespetsiifilise nähtusega, sest isegi inimeste andmetes, mis ei ole spetsiaalselt valitud stroomaliini järgi, suudeti tuvastada 13 erinevat stroomaklastrit.

Suhtlemisel teiste liinidega on strooma suguvõsa palju rolle. Varased andmed tuvastasid retinoehappe vahendatud signaali stroomast RET-i kusejuhi pungas, mis kontrollib kusejuha punga hargnemist[22]. Hargnevat fenotüüpi, mis oli seotud Aldh1a2 (retinoehappe sünteesiraja oluline komponent) ja Ret allareguleerimisega, täheldati ka Wt1 stromaalse eellasspetsiifilise väljatõrjumise korral, kuigi häiritud hargnemist täheldati ainult hilisemas embrüonaalses staadiumis.neerud [23], mis viitab sellele, et see ei pruugi olla strooma eellasrakkude roll, vaid rohkem strooma liini hilisemate rakutüüpide roll. Teisest küljest põhjustab Foxd1- positiivsete strooma eellasrakkude ablatsioon nefroni eellasrakkude diferentseerumise blokeerimise ja selle asemel põhjustab laienenud mesenhüümi FAT4-YAP/TAZ-vahendatud rakkude kadumise tõttu. signaal, mis täpsustab Wnt9b vastust nefroni eellasrakkudes[109]. Teised andmed viitavad sellele, et FAT4 võib signaali anda pigem DCHS1 kui YAP/TAZ kaudu, kuna Dchs1 tingimuslik väljatõrjumine nefroni eellasrakkudes põhjustas korgi mesenhüümi võrreldava suurenemise, kuid huvitaval kombel ka kusejuhi punga hargnemise vähenemise.[110,111]. Need hargnevad fenotüübid on vahendatud FAT4 ja DCHS1 otsese interaktsiooni kaudu RET-iga, kusjuures Fat4 kadu põhjustab üliaktiivse RET-GFRA1-GDNF-i kaskaadi.[21]. Lõpuks põhjustab Foxd1-Cre-vahendatud Sall1 kadu stroomakambris laienenud korgi mesenhüümi, mis võib olla tingitud Fat4 ekspressiooni otsesest juhtimisest SALL1 poolt.[112]; sel juhul mõju kusejuhale ei uuritud.

On selge, et strooma liini rakkudel on otsene mõju epiteeli (kusejuhade) ja nefrogeensetele liinidele, võimaldades seeläbi erinevate liinide koordineeritud arengut, et moodustada funktsionaalne.neerud. Seda, kas neid funktsioone täidavad strooma eellasrakud ise või selle liini hilisemad rakutüübid, tuleb veel kindlaks teha, kuid ülalpool käsitletud selle liini heterogeensuse üksikasjalik analüüs võib võimaldada tuvastada uusi markergeene, mida saab kasutada Cre draiveritena. et neid fenotüüpe üksikasjalikumalt uurida.

Nefroni eellasedPärast metanefrilise mesenhüümi loomist loob see esmalt spetsiifilise keskkonna primaarse UB moodustumiseks täpselt õiges asendis[113-119]. Seejärel soodustab metanefriline mesenhüüm UB hargneva morfogeneesi käivitamist, mis on vajalik selle enda ellujäämiseks ja organiseerumiseks nefrogeenseks nišiks, mis tagab rakud nefrogeneesiks kuni nefrogeense programmi lõppemiseni.[5,48,120]. Nefrogeenne nišš (joonis 1) on kolmest kuni viiest rakukihist koosnev sidusstruktuur, kus esimene rakukiht suhtleb tihedalt UB epiteeliga ja ülejäänud populatsiooni ümbritsevad teised eellasrakud ja stroomarakud. Niši reaalajas pildistamine annab tõendeid selle kohta, et nefroni eellased on väga liikuvad ja suhtlevad aktiivselt kõigi teiste eellastega ning võivad isegi hüpata ühest nišist teise[37,121,122].

Korduva UB hargnemise tõttu seisab nefrogeenne nišš silmitsi pideva morfoloogilise väljakutsega. Esiteks, diferentseerumata nefroni eellaspopulatsioon, mis on algselt UB-otsa ümbritsev ühtlane nišš, peab tipu hargnemisel jagunema kaheks erinevaks populatsiooniks. Pärast seda peavad eellasrakud jääma kontakti igipikenevate, äsja loodud otstega. Kõige UB-ga külgneva nefroni eellasrühma loodud ühendus UB tipurakkudega on kogu niši terviklikkuse jaoks ülioluline. Molekulaarselt vahendatakse seda vähemalt integriini a8 (ITGa8) kaudu, mis on kokkupuutel ülesreguleeritud ja lokaliseerub tugevalt proksimaalsetele membraanidele, mis puudutavad otsaepiteeli, kus see interakteerub UB-s esineva NPNT (nefronektiini) ligandiga.[123,124]. Nefroni eellasrakud ekspresseerivad arvukalt täiendavaid adhesioonivalke, nt NCAM1, CDH2, -11 ja CTNND1, mis kõik tõenäoliselt aitavad kaasa niši ühtekuuluvusele[69,125,126].

Teine väljakutse on aktiivne rakkude segregatsioon nefrogeenses nišis, mis toimub ainult teatud rakkudes, mis alluvad diferentseerumissignaalidele keskkonnas, mis on täis kattuvaid vihjeid, mis samaaegselt soodustavad mõlemat.eneseuuendamineja eristumine. Kolmandaks suureneb niššide koguarv ja nende kogumaht organogeneesi lõpu poole, kuid nefroni eellasrakkude hulk igas üksikus nišis väheneb samaaegselt. Kuigi see kõik toimub, peab iga nišš säilitama piisava hulga eellasrakkude rohke proliferatsiooni, kuigi rakutsükli pikkus aja jooksul pikeneb.[48,50,127].

Üksikutel eellasrakkudel on sammaskujuline joondus ja piklik raku kuju, kusjuures Golgi aparaat asub raku distaalses pooles, kuid tipust eraldudes omandavad eellasloomad ümarama kuju, mis peegeldab tõenäoliselt nende raku adhesioonide dünaamilisi muutusi.[122,126,128]. Nende eksisteerimise lõpu poole muutub nefroni eellasrakkude lokaliseerimine vaoshoitud asenditesse, mis on tipust külgsuunas[48], mis viitab UB regulatiivse mõju vähenemisele nišikorraldusele. Lisaks on teatatud selgetest progresseeruva vananemise märkidest vanades ja noortes nefroni eellasrakkudes, sealhulgas erinevused ribosomaalses biogeneesis, rakutsükli pikkuses ja rakuvälise maatriksi koostises.[127].

CISTANCHE toidulisandidPARANDAB NEERU/NEERU FUNKTSIOONI

Nefroni eellaste molekulaarsed determinandidNagu kanalite eellasrakkude kogumine, esindavad ka nefroni eellased heterogeenset populatsiooni. Eellasrakkudel on erinevusi eelkõige nende rakutsükli pikkustes ja ekspressiooniprofiilides nt siinuse okulisega seotud homeobox 2 (SIX2) ja Cbp/p300-interakteeruva transaktivaatori 1 (CITED1) osas, mis on seotud mis tahes antud diferentseerumisolekuga. eellane[5,129,130]. Täpsed mehhanismid, mille kaudu moodustuvad ruumiliselt erinevad eellasrühmad, vajavad täiendavat uurimist, kuid näib, et nefroni eellasrakud ei laiene klooniliselt, kuna iga tütarrakk on pärast rakkude jagunemist üsna stohhastiliselt hajutatud.[50,122,131]. Kõige diferentseerumata NP-d ekspresseerivad SIX2 ja CITED1 kõrget taset ning uuenevad ise aeglaselt läbi pika rakutsükli. Pühendunud eellasloomad ei ekspresseeri enam CITED1 ja neil on madalam SIX2, tsükkel on kiirem ja nad on vastuvõtlikud nefroni induktsioonile[50,132]. Kuigi nefroni eellaste eristamata hoidmiseks on vaja Six2, tundub Cited1, isegi kui tema lähipere liige Cited2 puudub, eellasloomade käitumise jaoks ebaoluline.[5,133,134].

Hiljutised aruanded viitavad teatud paindlikkusele nefroni eellaste pühendumises, kuna Wnt4 ekspresseerivad ja seega diferentseerumistee jaoks molekulaarselt indutseeritud eellased võivad siiski nefroni eellasstruktuuride eest põgeneda, et uuesti diferentseerumata niššiga liituda.[135]. Need põgenejad käituvad enamikust indutseeritud eellasrakkudest eristavalt, kuna nad reguleerivad Wnt4 ekspressiooni alla ja omandavad uuesti eellasprofiili, mis suudab nende pikaajalist toetada.eneseuuendaminemahutavus[135,136]. See koos suure üldise motoorikaga toetab vaadet keerukatele molekulaarsetele võrkudele nefroni eellasregulatsioonis, kus signalisatsioonitasemed võivad mängida suuremat rolli kui varem hinnatud. Tõepoolest, on oletatud, et signaalitaseme muutused aitavad kaasa nefrogeneesi lakkamisele, mille käigus nefroni eellased väljuvad diferentseerumata nišist kiirendatud kiirusega, ilma et see näitaks dramaatilist proliferatsiooni vähenemist või apoptoosi suurenemist.[13,47-50,127,137-139]. Need andmed näitavad, et eellaskogum ammendub suurenenud diferentseerumise tõttu, mis kahandab nefroni eellasnišši neljandaks sünnijärgseks päevaks hiirtel ja viimastel rasedusnädalatel inimestel.

Nephron Progenitori hooldus sõltub klassikalise signaaliraja tegevustestViimase kahekümne aasta jooksul on intensiivsete uuringute keskmes olnud nefroni eellaste säilitamise transkriptsiooniline reguleerimine ja induktiivsed näpunäited, mis käivitavad nefroni eellasrakkude diferentseerumise nefroni saatuse suunas.[34,56,140-142]. Enamik embrüogeneesi ajal aktiivsetest signaaliradadest on seotud ka nefroni eellasregulatsiooniga[3,18,58,143]. Ligand-retseptori interaktsioonidest allavoolu aktiveeritud rakusiseste kaskaadide selged rollid on alles selgumas[4,144]. Selle ülevaate huvides keskendume WNT / p-kateniini, IGF2 / FGF, mikroRNA-de ja mTOR-indutseeritud signaalimise rollidele nefroni eellasrakkude säilitamisel ja kurnamisel.

Wnt-radaKlassikalised induktsioonikatsed ja keemiliste agonistide/antagonistide kasutamine on näidanud, et mööduvad WNT/p-kateniini aktiveerimise funktsioonid indutseerivad kork-mesenhüümis elavatel nefroni eellastel mesenhüümist epiteeliks transformatsiooni ja seejärel diferentseerumist nefroni epiteeliks.[145-148]. Seda seisukohta toetavad varajased geenide inaktiveerimise uuringud, mis kehtestasid Wnt4 ja Wnt9b nõude nefronite diferentseerumiseks ja soovitasid mõningast funktsionaalset liiasust NOTCH aktiveerimisega.[149-151]. P-kateniini (CTNNB1) aktiveerimine selle sunnitud stabiliseerimise kaudu SIX2-positiivsetes nefroni eellastes kutsub esile nefronite diferentseerumise, kuid on näidatud, et see säilitab ka diferentseerumata nefroni eellaskogumi tänu otsesele regulatiivsele interaktsioonile SIX2-ga ja koostööga MYC-ga.[136,148,152,153]. Signaali aktiveerimise tase näib olevat p-kateniini / WNT raja rakulise tulemuse võtmetegur.

Sellest tulenevalt näivad delikaatsed muutused signalisatsiooni aktiivsuse tasemetes kriitiliselt määravat nefroni eellaskogumi saatuseotsuse, kuna on näidatud, et Wnt9b toetab ka eellasrakkude säilitamist, reguleerides positiivselt proliferatsiooni.[154,155]. Teine UB-st pärinev WNT ligand, Wnt11, on oluline nefroni eellasrakkude normaalseks säilitamiseks, kuna see aitab vahendada eellasrakkude ja UB tipurakkude vahelist interaktsiooni.[128]. WNT signaaliülekande aktiivsuse moduleerimine R-spondiinide 1 ja 3 kaudu on tõenäoliselt seotud signaalimise taseme reguleerimisega, kuid täpseid mehhanisme tuleb veel uurida, kuna R-spondiinide inaktiveerimisel on eellasrakkude levikule vaid kerge mõju.[156]. WNT / p-kateniini raja domineerimine on vaidlustatud uuringutes, mis näitavad NFAT ja Ca2 pluss signaalikomponentide ekspressiooni kogu nefrogeneesi ajal[157-159], kuid nende täpsed rollid ootavad täiendavaid funktsionaalseid tõendeid.

FGF indutseeritud retseptori türosiinkinaasi signaalimineNefrogeense liini spetsifikatsioon ja ellujäämine nõuavad funktsionaalset FGF signaaliülekannet[160]. Nefroni eellasrakke toetavate ligandide in vitro sõelumine näitas, et FGF-id 1, 2, 9 ja 20, samuti epidermaalne kasvufaktor (EGF), mis võib vajada koostööd FGF-idega, võivad soodustada nende proliferatsiooni.[161]. Geneetilise inaktivatsiooni uuringud näitavad, et signaalide edastamine allavoolu FGF retseptoritest 1/2, mis on spetsiifiliselt indutseeritud FGF9 ja -20 poolt, on jätkuvalt kriitilise tähtsusegaeneseuuendaminekuna ligandide Fgf1 ja -2 inaktiveerimine üksi või kombinatsioonis ei mõjuta nefroni eellasrakke[160,162-164]. Sarnaselt, nagu on näidatud UB liini puhul, toimib negatiivne RTK regulaator SPROUTY1, et tasakaalustada nefrogeenses nišis sobivat positiivse signaalimise taset, et kontrollida eellastüve.[119,165-168]. FGFR-idest allavoolu nefroni eellasrakkudes esile kutsutud populatsioonile omased rakusisesed kaskaadid hõlmavad MAPK/ERK, MAPK/JNK ja PI3K[87,121,169-171]. MAPK/ERK nefroni eellasspetsiifiline inaktiveerimine (kuus2- TGCtg/ pluss ;Mek1fl/fl;Mek2-/-) põhjustab eellasrakkude kahjustuseeneseuuendamineja eellasniši desorganeerumine PAX2 vähenenud ekspressiooni tõttu, mis on vajalik nefroni eellasloomade identiteedi säilitamiseks ja ITGA8-vahendatud niši ja rakuvälise maatriksi interaktsiooni normaalseks funktsiooniks.[87,105,123,172]. Koos nefroni prekursorite diferentseerumise progresseerumise täiendavate defektidega näitab nefroni eellasspetsiifiline MAPK / ERK inaktiveerimise fenotüüp suurt sarnasust FGF8/9/20 kadumisega, toetades selle olulist funktsiooni mitme FGF-i signaalimisfunktsiooni vahendajana, mis tõenäoliselt võtavad. koht läbi PAX2 regulatsiooni[87,160,162].

Nefroni eellasrakkude püsiv kadu peatab neerude arenguOn näidatud, et mitte ainult PI3K sünergistlikud toimed WNT/p-kateniini signaaliülekandega, vaid ka BMP-indutseeritud JNK ja FGF9 signaaliülekandega tagavad õige rakutsükli kulgemise ja tüve nefroni eellasrakkudes.[121,138,173]. Kuid molekulaarsed põhjused, mis organogeneesi lõpus põhjustavad lõplikku nefroni eellasrakkude ammendumist, on alles selgumas.

Eksperimentaalne nefroni ablatsioon krüovigastusega varajasel postnataalsel perioodil, kui nefroni eellased on hiirel veel olemasneerud,näitab, et vigastuskohta ei saa värvata täiendavaid nefroni eellasrakke, ja toetab seisukohta, et lõplik nefroniarv on hiire sünnil ette määratudneerud [174]. Hiljutised väljaanded näitavad, et vähemalt BMP-indutseeritud SMAD signaaliülekanne ja imetajate rapamütsiini (mTOR) aktiivsuse sihtmärk võivad olla seotud nefroni eellasrakkude kadumise aja määramisega, samas kui nende lõplikuks ammendumiseks on selgelt vajalik õige mikro-RNA koostis.[138,175-177].

2015. aastal teatas Oxburghi rühm, et BMP/SMAD1/5 signaaliülekande keemiline inhibeerimine LDN-193189 poolt põhjustab hüperplastiliseneerudrohkem nefroneid kui vehiikuliga töödeldudneerud [138]. Vaatamata sünteetilise nefroni eellasniši tuvastamisele, mis on võimeline eellasrakkude paljunema, ei kasutata BMP inhibeerimist pikaajaliste nefroni eellaskultuuride või tüvirakkudest pärinevate diferentseerumisprotokollide puhul.neerudorganoidid[138,178-180].

On näidatud, et mTOR-i inhibiitori Hamartini (Tsc1) annuse geneetiline vähendamine säilitab NP-rakud ühe päeva kauem kui kontrollhiirtel ja suurendab nefronite varustamist 25 protsenti.[175]. Nefroni eellaste dramaatilisem postnataalne säilimine tuvastati hiirtel, kes üleekspresseerisid RNA-d siduvat valku Lin28, mis reguleerib mitmesuguste geenide ekspressiooni kas otseselt mRNA-dega seondumise või Let7-perekonna mikroRNA-de töötlemise blokeerimise kaudu.[177]. Sellest tulenevalt pikendab Let{0}} enda allasurumine oluliselt nefroni eellaste eluiga ja parandabneerud funktsionaalsedparameetrid[176]. Need katsed viitavad sellele, et mRNA tasemete ja stabiilsuse kaotatud reguleerimine, mille tulemuseks on geenide aktiveerimise ulatuslik suurenemine, võib ületada nefrogeneesi normaalse lõpetamise programmi. Vaatamata mikroRNA regulatsiooni moduleerimise suurele potentsiaalile näitavad need mudelid kas otsest tuumorigeneesi või on seotud Igf2/H19 lookuse suurenenud aktivatsiooniga, mis on pediaatrias kõige silmatorkavam onkogeen.neerudvähk, mida tuntakse Wilmsi kasvajana[181,182].

Wilmsi kasvajate põhjusPikka aega olid Wilmsi kasvajate puhul ainsad muteerunud või dereguleeritud geenid WT1, IGF2 ja kanoonilise WNT signaaliülekandega seotud geenid (CTNNB1, WTX/AMER1), kuid hiljutised suuremahulised sekveneerimisprojektid on oluliselt suurendanud kasvajate arvu. Wilmsi tuumorigeneesiga seotud geenid. Suurepärane hiljutine ülevaade Wilmsi kasvajate geneetikast on saadaval[183], keskendume siin mõnele suuremale teemale ja nende mõjule Wilmsi kasvajate bioloogia mõistmisele seosesneerudarengut.

Esimene rühm Wilmsi kasvaja geene ekspresseeritakse ja on otseselt seotud nefroni eellasrakkude kontrolliga. Need geenid hõlmavad transkriptsioonifaktoreid WT1, CTNNB1, SIX1, SIX2, EYA1 ja MYCN. Loogiline järeldus sellest oleks, et normaalse NPC bioloogia katkemine on Wilmsi kasvajate algpõhjus.

Teine Wilmsi kasvajageenide rühm on miRNA protsessori geenid (miRNAPG-d), mis vastutavad miRNA-de biosünteesi eest. Sellesse rühma kuuluvad DROSHA, DICER, DGCR8, XPO5, TARBP2, LIN28 ja DIS3L2. Nende Wilmsi kasvaja mutatsioonide bioloogiline põhjendus on ebaselge. Siiski on silmatorkav, et mutatsioonid sellises ilmselt üldiselt olulises bioloogilises protsessis põhjustavad nii selgesõnalise ja koespetsiifilise arenguprobleemi. Oleks huvitav näha, kas miRNAPG mutatsioonid Wilmsi kasvajates põhjustavad muutusi spetsiifilistes miRNA-des või miRNA perekondades ja nende sihtmärkides. Kui jah, võib see viidata nende miRNA-de spetsiifilistele rollidele normaalses seisundisneerudarengut.

Kolmas Wilmsi kasvaja geenide rühmas esinev teema hõlmab vastuseid DNA kahjustustele üldiselt või eriti kaheahelalise DNA (dsDNA) kahjustuse parandamist, mida näitavad näiteks CHEK2, TP53, FANCD1 (BRCA2) ja FANCN (PALB2). ) mutatsioonid. On teada, et dsDNA kahjustuste radade geenide mutatsioonid on peamiselt seotud rinna- ja munasarjavähiga. Nagu miRNAPG mutatsioonide puhul, on märkimisväärne, et sellel rajal on mitu geeni, mis on muteerunud sellises spetsiifilises arenguhaiguses nagu Wilmsi kasvajad, mis võib viidata sellele, etneerud, võib-olla just NPC-del, on selle protsessi häirimise suhtes ootamatu tundlikkus.

Mitte ainult Wilmsi kasvajates muteerunud geenide ja nende rakutüübi või staadiumispetsiifiliste ekspressioonimustrite tuvastamine võib olla informatiivne Wilmsi kasvajate bioloogia mõistmiseks, vaid ka spetsiifilistes geenides leitud mutatsioonid võivad sisaldada olulisi vihjeid. Mõnel juhul sarnanevad need genotüübi-fenotüübi korrelatsioonid teiste vähitüüpide teadaolevate kuumapunkti mutatsioonidega või peegeldavad olulist ja teadaolevat aminohapete kontrolli, nagu TP53-s leitud mutatsioonid.[184]. Muudel juhtudel jääb Wilmsi kasvajates leitud spetsiifiliste mutatsioonide põhjus ebaselgeks. Näiteks kõik SIX1 ja SIX2 leitud mutatsioonid on Q177R mutatsioonid. See iseenesest viitab juba sellele, et tegemist ei ole lihtsate funktsioonikaotuse mutatsioonidega, kuna enamik SIX1 funktsiooni kaotuse mutatsioone põhjustab 3. tüüpi hargnemise sündroomi (BOS), mida iseloomustavad teise haruvõlvi anomaaliad ja kõrva väärarengud. põhjustades kuulmislangust, kuid mitte Wilmsi kasvajaid ega muidneeru-kõrvalekalded[185]. SIX1 ja SIX2 kodeerivad transkriptsiooniregulaatoreid ning SIX1-Q177R mutatsiooni edasine analüüs näitas, et selle tulemuseks on selle järjestusspetsiifilise DNA sidumise leevenemine ja täiendavate sihtgeenide ekspressioon, mida metsiktüüp SIX1 ei aktiveeri.[184]. Samamoodi eelistavad CTNNB1 mutatsioonid üllatavalt spetsiifilist seriinijäägi mutatsiooni[184,186]. Seriin 45 on üks neljast jäägist, mis on seotud CTNNB1 kodeeritud valgu p-kateniini 一 stabiilsuse kontrollimisega, kuid põhjus, miks seriin 45 on Wilmsi kasvaja puhul eelistatud, mitte aga ülejäänud kolm jääki, mis on muteerunud paljudes teistes vähitüüpides, on teadmata. Selliste spetsiifiliste Darwini mutatsioonivalikute põhjuste selgitamine Wilmsi kasvajates ei aita meil mitte ainult mõista Wilmsi kasvajate põhjuseid ja võib-olla annab juhtmeid uute ravivõimaluste leidmiseks, vaid pakub ka ainulaadseid geneetilisi sisenemispunkte üldiselt ja üldiselt kaasatud valkude molekulaarsesse mehhanismi. sisseneerudarengut eelkõige.

Wilmsi kasvajate päritoluKõik Wilmsi kasvajad pole võrdsed. Erinevad histoloogilised tüübid on seotud erinevate geenidega; mõningaid mutatsioone võib eelistatavalt leida kombinatsioonis teatud teiste mutatsioonidega ja mõned neist mutatsioonidest võivad algatada mutatsioone, samas kui teised võivad olla seotud kasvaja progresseerumisega[183]. Wilmsi kasvajates leitud spetsiifiliste mutatsioonide hoolikas funktsionaalne analüüs arenemise kontekstisneerud,loom- ja/või organoidmudelite kasutamine on oluline Wilmsi kasvajate bioloogia ja selle mõju mõistmiseks normaalsele elule.neerudarengut.

Wilmsi kasvajate geneetika on aga vaid osa loost. Teine oluline aspekt on selle rakutüübi või arengufaasi tuvastamine, milles Wilmsi kasvaja mutatsioonid esinevad ja mille jaoks need välja valitakse, kuna see loob kasvaja tekke bioloogilise raamistiku. Paljud tõendid viitavad nefrogeense päritolu katkemisele kui peamisele defektile, mis põhjustab Wilmsi kasvajaid. Eelkõige meenutavad nefrogeensed pesad, mis arvatakse olevat Wilmsi kasvajate eelkäijad, histoloogiliselt rakutüüpide ja -struktuuridega, mida tavaliselt leidub ainult arenevatel kasvajatel.neerud [187]. Varasemad ekspressioonianalüüsid on tuvastanud Wilmsi kasvajate päritoluna nefrogeense päritolu varajased staadiumid[188]. Ulatuslikum ekspressiooniprofiilide koostamine näitas, et erinevaid, kliiniliselt eristatavaid alatüüpe saab jälgida nefrogeense liini erinevatest arengufaasidest.[189]. Seega, kui me muteerisime Wt1 nefroni arengu erinevates etappides tingimusliku knockoutiga hiirtel, leidsime, et saadud genoomi hõlmavad ekspressioonimustrid meenutasid erinevaid kliinilisi alatüüpe, kusjuures Wt1-eelne MET-i inaktiveerimine põhjustas WT-d meenutavad ekspressioonimustrid1- mutantsed kasvajad (sealhulgas ektoopilise koe arengu tunnused), samas kui MET-i järgne inaktiveerimine sarnanes WT1-metsikut tüüpi kasvajatega[190]. Kõik see koos mutatsioonide tuvastamisega paljudes geenides, mis on ekspresseeritud ja olulised varase nefrogeense liini jaoks, viitavad väga tugevalt sellele, et nende rakkude häirimine on peamine defekt, mis käivitab Wilmsi tuumorigeneesi. See aga ei tähenda, et igal Wilmsi kasvajal oleks sama päritolu arengustaadium. On väga võimalik, et erinevatest mutatsioonide klassidest tulenevatel kasvajatel, nagu eespool käsitletud, on erinev arengu päritolu, isegi nefrogeense päritoluga.

Teine viis Wilmsi kasvajate päritolu uurimiseks on vähi tüvirakkude kaudu. Dekeli laboratoorium näitas, et Wilmsi kasvaja vähi tüvirakud on määratletud NCAM1 ekspressiooniga kombinatsioonis AldeFluor™ testi aktiivsusega (STEMCELL Technologies, Köln, Saksamaa). Ainult 200 topeltpositiivse raku süstimisest karvututele hiirtele piisas kasvaja moodustumiseks ja võis kokku võtta algse kasvaja täieliku keerukuse[191]. Wilmsi kasvaja vähi tüvirakkude markerite tuvastamine on terapeutilisest seisukohast oluline, kuna autorid näitasid, et siirdatud hiirte ravimine NCAM1 antikehadega konjugeeritud tsütotoksiliste ravimitega võib siirdatud kasvajaid tõhusalt likvideerida. Seejärel näidati, et nende ksenotransplantaatide jätkuv läbimine rikastab algse kasvaja blastset komponenti, mis ekspresseerib ühtlaselt SIX2.[192]. See on kooskõlas varajase nefrogeense päritoluga ja viitab sellele, et Wilmsi kasvaja vähi tüvirakk on normaalse nefroni eellasraku mutantne versioon, mida leidub areneva raku kaane mesenhüümis.neerud.

CISTANCHE tablettide toidulisandidPARANDAB NEERU/NEERU FUNKTSIOONI

Praegu kehtivad Wilmsi erinevate kasvajaklasside võimalike erinevuste kohta samad hoiatused, nagu eelnevalt käsitletud. Need sõltuvad täpsest algatavast mutatsioonist ja võivad kehtida ka Wilmsi kasvaja vähi tüvirakkude päritolu (või isegi olemasolu) kohta, kuid nende rakkude päritolu parem mõistmine võib olla oluline tegur Wilmsi kasvajate bioloogia mõistmisel. Huvitaval kombel rakendati hiljuti ka täiskasvanute epiteeli kudedest organoidide valmistamise võimalustneerud"tuubuloidide" tekkeks, samas kui Wilmsi kasvajakoe kasutamine sama protokolliga põhjustas "tuumoroidid"[193]. Näidati, et tubuloidid pärinevad tervetestneerudWilmsi kasvajaga patsientide kude oli SIX2 ekspressiooni suhtes negatiivne, samas kui samade patsientide kasvajad näitasid kõrget SIX2 ekspressiooni. Oleks huvitav näha, kas Wilmsi kasvaja vähi tüvirakkude populatsioon (NCAM pluss / Aldefluor plus või muu) on seotud nende kasvajate moodustumisega ja kas seda tehnikat saab kasutada in vitro alternatiivina selliste rakkude tuvastamiseks.

Viimasel ajal on kogunenud andmeid, et veelgi nüanseerida ideed, et Wilmsi kasvajarakk on lihtsalt nefroni eellasrakk, mis leidis Wilmsi kasvaja, mis algatas mutatsiooni(d). Näiteks Wilmsi kasvajaproovide hoolikas analüüs erinevate embrüonaalsete markerite jaoksneerudrakutüübid näitasid, et kasvajates võib leida ka UB-rakke[194]. Sama leidsid Young et al.[195], kes võrdles erinevatelt saadud üherakulisi RNA-seq andmeidneeru-vähitüübid, sealhulgas Wilmsi kasvajad, normaalsetest rakkudestneerud, sealhulgas embrüonaalsedneerud.See kinnitas Wilmsi kasvajate arengulist päritolu, kuid tuvastas ka UB-raku-spetsiifilised geeniekspressioonid kasvajates. Sama intrigeeriv on tähelepanek, et hiiremudelites, kus p-kateniini onkogeenne aktiveerimine strooma liinis on kaudselt mõjutatud nefrogeensele liinile, mille tulemuseks on mudel, mis sarnanes rohkem Wilmsi kasvajatega kui siis, kui aktiveerimine viidi läbi otse nefrogeenses liinis.[196]. Huvitaval kombel täheldatakse sarnast nähtust ka seedetraktis, kus Lkb1 mutatsioonid põhjustavad kasvaja teket ainult siis, kui need on stromaalselt ekspresseeritud.[197].

Nendele tähelepanekutele on mitu võimalikku seletust. Üks seletus võib olla see, et Wilmsi kasvajad või vähemalt osa neist pärinevad veelgi varasemast arengufaasist, kui praegu arvatakse, nagu metanefriline mesenhüüm, kui mõned Wilmsi kasvajageenid, millel on olulised NPC kontrollrollid, on juba ekspresseeritud ja potentsiaalselt isegi enne seda. epiteeli, nefrogeensete ja stromaalsete liinide eraldamine, et selgitada kusejuhade pungarakkude kaasamist kasvajasse. Alternatiivina võib Wilmsi kasvajate päritolu ja põhjus tuleneda pigem häiritud liinidevahelisest suhtlusest kui algatava mutatsiooni raku-autonoomsest mõjust. Sellised stsenaariumid ja teised, mis võivad olla samavõrra võimalikud, viitavad raskustele Wilmsi kasvajate päritolu järeldamisel lõpptootest, lõplikust kasvajast. Tuleb meeles pidada, et Wilmsi kasvajat initsieerivad mutatsioonid tekivad kiire arenguprotsessi käigus ja isegi kui iga Wilmsi kasvaja on "häiritud areng"[198], ei pruugi see häire põhjustada kohest blokeerimist. Kui mutantseid rakke kohe ei blokeerita, ei saa me lihtsalt eeldada, et need arenevad edasi nagu tavaliselt.

Erinevate mutatsioonide hoolikas modelleerimine nende normaalses arengukontekstis on vajalik, et täielikult mõista, kust Wilmsi kasvajad pärinevad. Loomamudelid on selleks hädavajalikud, kuigi need on tehniliselt keerulised (nagu on arutatud artiklis[7]). Alternatiivina inimese iPSC-st tuletatudneerudOrganoidid, mille geneetilised aberratsioonid jäljendavad Wilmsi kasvajates leiduvaid aberratsioone, võivad osutuda kasulikuks, kuid tuleb veel näha, kas organoidide diferentseerumiseks loodud kontrollitud kultiveerimistingimused võimaldavad Wilmsi kasvaja mutatsiooniga rakul teha samu asju, mida see teeks reaalses elus.neerud. Wilmsi kasvajate arengu päritolu täielikuks mõistmiseks on tõenäoliselt vaja in vivo ja in vitro / organoidsete lähenemisviiside kombinatsiooni.

JäreldusedArenevneerudjääb oluliseks mudeliks imetajate elundite arengu paljude aspektide uurimiseks ning enamik bioloogilisi radu ja protsesse on elundi õigeks arenguks hädavajalikud. Eelkõige loob tüvi- ja eellasrakkude kontroll olulise seose põhilise arengubioloogia, regeneratiivse meditsiini ja haiguste vahel. Wilmsi kasvajate bioloogia ja nende päritolu mõistmine ei paranda mitte ainult kliinilisi ravivõimalusi, vaid annab ka loomuliku katsesüsteemi nende tüvirakkude käitumise uurimiseks.neerudarengut.