भाग 1 गुर्दे में फाइब्रोब्लास्ट विषमता और तृतीयक लिम्फोइड ऊतक

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सार

फाइब्रोब्लास्ट विभिन्न अंगों में रहते हैं और शारीरिक स्थितियों के तहत ऊतक संरचना और होमोस्टैसिस का समर्थन करते हैं। फाइब्रोब्लास्ट के फेनोटाइपिक परिवर्तन अंग फाइब्रोसिस सहित विभिन्न रोग स्थितियों के विकास को रेखांकित करते हैं। एकल-कोशिका जीव विज्ञान में हाल के अग्रिमों से पता चला है कि फ़ाइब्रोब्लास्ट में अलग-अलग फेनोटाइप के साथ विषम उप-योग शामिल हैं, जो संदर्भ-निर्भर तरीके से मेजबान अंगों पर लाभकारी और हानिकारक दोनों प्रभाव डालते हैं। मेंगुर्दानिवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट के फेनोटाइपिक परिवर्तन सामान्य रोग स्थितियों को भड़काते हैंगुर्दे की पुरानी बीमारी(सीकेडी), जैसे कि गुर्दे की एनीमिया और पेरिटुबुलर केशिका हानि। इसके अतिरिक्त, वृद्ध घायलों मेंगुर्दे, फ़ाइब्रोब्लास्ट तृतीयक लिम्फोइड ऊतकों (टीएलटी) के लिए कार्यात्मक और संरचनात्मक समर्थन प्रदान करते हैं, जो विभिन्न नैदानिक ​​संदर्भों में अधिग्रहित प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के एक्टोपिक साइट के रूप में कार्य करते हैं। टीएलटी उम्र बढ़ने और सीकेडी प्रगति के साथ निकटता से जुड़े हुए हैं, और टीएलटी के विकास के चरण गुर्दे की चोट की गंभीरता को दर्शाते हैं। इस समीक्षा में, हम शारीरिक और रोग दोनों स्थितियों में फाइब्रोब्लास्ट विषमता की वर्तमान समझ का वर्णन करते हैं, जिसमें टीएलटी गठन में फाइब्रोब्लास्ट योगदान पर विशेष जोर दिया गया है।गुर्दा. फाइब्रोब्लास्ट की विषम विशेषताओं को विच्छेदन करने से टीएलटी गठन सहित फाइब्रोब्लास्ट से संबंधित रोग स्थितियों के लिए एक आशाजनक चिकित्सीय विकल्प प्रदान किया जाएगा।

कीवर्डदीर्घकालिकगुर्दारोग, फाइब्रोब्लास्ट, फाइब्रोसिस, मायोफिब्रोब्लास्ट, तृतीयक लिम्फोइड ऊतक

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1|परिचय

अतीत में, ऊतक में सेलुलर पहचान सावधानीपूर्वक सूक्ष्म अवलोकन के तहत रूपात्मक उपस्थिति पर निर्भर करती थी। आणविक जीव विज्ञान में प्रगति ने प्रत्येक कोशिका प्रकार के लिए विशिष्ट आणविक मार्करों की खोज की, जिनका उपयोग सेलुलर वर्गीकरण के लिए किया जा सकता है, और इसने विविध जैविक तंत्रों की खोज में महत्वपूर्ण योगदान दिया। एकल-कोशिका बहु-ओमिक्स विश्लेषण में हालिया प्रगति ने अभूतपूर्व संकल्प पर सेल आबादी की विषम विशेषताओं का अनावरण किया है और नाटकीय रूप से जैविक घटनाओं की हमारी समझ को फिर से संगठित किया है। प्रत्येक कोशिका श्रेणी में अलग-अलग कार्यों के साथ विभिन्न उप-जनसंख्या शामिल हैं, जो शारीरिक और रोग संबंधी दोनों संदर्भों में ऊतक-विशिष्ट माइक्रोएन्वायरमेंट की विशेषता रखते हैं। फ़ाइब्रोब्लास्ट अनुसंधान क्षेत्र कोई अपवाद नहीं है, और उनकी विषम विशेषताओं का सुझाव देते हुए जबरदस्त सबूत जमा हुए हैं।

फाइब्रोब्लास्ट विभिन्न अंगों के अंतरालीय स्थानों में स्थित स्पिंडल के आकार की कोशिकाएं हैं, जहां वे कई संरचनात्मक प्रोटीनों को संश्लेषित करते हैं, जैसे कि कोलेजन और फाइब्रोनेक्टिन, बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) को व्यवस्थित करने और अंग होमियोस्टेसिस को बनाए रखने के लिए। अंगों में उनके सामान्य कार्यों के अलावा। , फ़ाइब्रोब्लास्ट अन्य निवासी कोशिकाओं के साथ संगीत कार्यक्रम में अंग-विशिष्ट भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, में निवासी फाइब्रोब्लास्ट का एक उप-जनसंख्यागुर्दाएरिथ्रोपोइटिन (ईपीओ) का उत्पादन करता है, जो एरिथ्रोपोएसिस का एक प्रमुख नियामक है। हाल के अध्ययनों से पता चला है कि विभिन्न अंगों में फाइब्रोब्लास्ट उच्च कार्यात्मक विषमता प्रदर्शित करते हैं। पैथोलॉजिकल स्थितियों के तहत, फाइब्रोब्लास्ट के नाटकीय फेनोटाइपिक परिवर्तन होते हैं और अंग की शिथिलता के विकास में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं। फाइब्रोब्लास्ट मायोफिब्रोब्लास्ट्स में ट्रांसडिफेरेंटिएट करते हैं और अंग फाइब्रोसिस की प्रगति को बढ़ावा देते हैं, जो चोट के बाद दुर्भावनापूर्ण मरम्मत की अभिव्यक्ति है। गुर्दे में, फाइब्रोब्लास्ट विकास और प्रगति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैंगुर्दे की पुरानी बीमारी(सीकेडी), जिसमें आधुनिक युग में भी दुनिया भर में उच्च रुग्णता और मृत्यु दर है। 3 फाइब्रोब्लास्ट सीकेडी से संबंधित कई रोग स्थितियों को चलाते हैं, जैसे कि रीनल फाइब्रोसिस और रीनल एनीमिया, सीकेडी के एटियलजि की परवाह किए बिना। इसके अतिरिक्त, फ़ाइब्रोब्लास्ट भी संदर्भ-निर्भर तरीके से बहुआयामी भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, वृद्ध घायल गुर्दे में, फ़ाइब्रोब्लास्ट तृतीयक लिम्फोइड ऊतक (टीएलटी) के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो पुरानी सूजन से उत्पन्न होने वाला एक अस्थानिक लिम्फोइड ऊतक है। 4 फ़ाइब्रोब्लास्ट की व्यक्तिगत विशेषताओं को स्पष्ट करने से फ़ाइब्रोब्लास्ट-संबंधित के अंतर्निहित तंत्र को स्पष्ट किया जाएगा। रोग की स्थिति और प्रभावी चिकित्सा विज्ञान के विकास की सुविधा।

इस समीक्षा में, हम सबसे पहले फाइब्रोब्लास्ट विषमता का वर्णन शारीरिक स्थितियों के तहत इसकी उत्पत्ति और कार्य के संदर्भ में करते हैं। इसके बाद, हम विभिन्न रोग स्थितियों में फाइब्रोब्लास्ट की कार्यात्मक विविधता पर चर्चा करते हैं, जिसमें अंग फाइब्रोसिस, और अन्य सेल प्रकारों और आसपास के माइक्रोएन्वायरमेंट के साथ उनकी बातचीत शामिल है। निवासी फाइब्रोब्लास्ट पर विशेष जोर दिया जाता हैगुर्दा, और सीकेडी प्रगति में उनके निहितार्थ। अंत में, टीएलटी गठन में फ़ाइब्रोब्लास्ट योगदान और इसके नैदानिक ​​महत्व पर चर्चा की जाएगी।

2|फाइब्रोब्लास्ट्स के चार एसी टेरिस्टिक एस

2.1|शारीरिक स्थितियों के तहत फाइब्रोब्लास्ट की विशेषताएं और कार्य

फाइब्रोब्लास्ट्स को आम तौर पर उनके आकारिकी, स्थानीयकरण और प्रतिनिधि मार्कर अभिव्यक्तियों द्वारा पहचाना जाता है, जैसे कि पीडीजीएफआर और सीडी73.1 ये मार्कर, हालांकि, फाइब्रोब्लास्ट के लिए बिल्कुल विशिष्ट नहीं हैं, इसलिए अन्य सेल वंशों के लिए मार्करों की अनुपस्थिति (जैसे, हेमटोपोइएटिक कोशिकाओं के लिए सीडी 45) ) का उपयोग अक्सर फ़ाइब्रोब्लास्ट की पहचान करने के लिए किया जाता है। शारीरिक स्थितियों के तहत, फाइब्रोब्लास्ट ईसीएम टर्नओवर का समर्थन करके सामान्य ऊतक संरचना के रखरखाव में योगदान करते हैं। इन कार्यों के अलावा, निवासी फाइब्रोब्लास्ट ऊतक-विशिष्ट भूमिका भी निभाते हैं। उदाहरण के लिए, हृदय में, जहां फ़ाइब्रोब्लास्ट्स में सबसे बड़ी कोशिका आबादी शामिल होती है, फ़ाइब्रोब्लास्ट्स यांत्रिक खिंचाव को समझते हैं और गैप जंक्शन के माध्यम से मायोसाइट्स के साथ बातचीत करते हैं, जो उचित विद्युत चालन को सक्षम बनाता है और सामान्य हृदय क्रिया को बनाए रखता है।⁵इसके अतिरिक्त, अस्थि मज्जा और कंकाल की मांसपेशी में फाइब्रोब्लास्ट की कमी से एनीमिया और कैशेक्सिया होता है, 6 विभिन्न अंगों में सामान्य ऊतक होमोस्टेसिस में उनके महत्व का सुझाव देता है।

गुर्दायह एक अनूठा अंग है जिसमें कई प्रकार की कोशिकाएं एक-दूसरे के करीब रहती हैं और गुर्दे की विशिष्ट भूमिकाओं को निभाने के लिए सामंजस्यपूर्ण रूप से कार्य करती हैं, जैसे कि अपशिष्ट उत्पादों को हटाना और शरीर के द्रव संतुलन को बनाए रखना। फाइब्रोब्लास्ट नेफ्रॉन के लिए संरचनात्मक समर्थन प्रदान करते हैं, गुर्दे की बुनियादी कार्यात्मक इकाई, और अन्य वृक्क निवासी कोशिकाओं के साथ सीधा संपर्क होता है, जैसे समीपस्थ ट्यूबलर कोशिकाएं। 7 गुर्दे निवासी फाइब्रोब्लास्ट के विशिष्ट कार्य के रूप में, गहरे प्रांतस्था में फाइब्रोब्लास्ट के कुछ उप-जनसंख्या और बाहरी मज्जा हाइपोक्सिया के जवाब में ईपीओ का उत्पादन करता है, जो अस्थि मज्जा में एरिथ्रोपोएसिस को उत्तेजित करता है। 8 ईपीओ-उत्पादक कोशिकाओं में न्यूरॉन जैसी डेंड्राइटिक आकृति विज्ञान होता है और न्यूरोनल मार्करों को व्यक्त करता है, जैसे कि सूक्ष्मनलिका से जुड़े प्रोटीन 2 (एमएपी 2) और न्यूरोफिलामेंट लाइट पॉलीपेप्टाइड (एनएफएल) .8 दिलचस्प बात यह है कि गंभीर रूप से रक्ताल्पता की स्थिति में, बाहरी कॉर्टेक्स सहित लगभग सभी निवासी फाइब्रोब्लास्ट, ईपीओ का उत्पादन करते हैं, जो फाइब्रोब्लास्ट फ़ंक्शन की उच्च प्लास्टिसिटी का सुझाव देता है। ईपीओ-उत्पादक कोशिकाओं का स्थानीयकरण अन्य हेमटोपोइएटिक विकास कारकों के विपरीत है। , जैसे कि ग्रैनुलोसाइट कॉलोनी-उत्तेजक कारक, जो उनके लक्ष्य कोशिकाओं और मस्ती की निकटता में संश्लेषित होते हैं एक पैरासरीन तरीके से कार्रवाई। इस विसंगति के लिए एक स्पष्टीकरण यह है कि गुर्दे में शारीरिक ऑक्सीजन एकाग्रता अन्य अंगों की तुलना में कम है, और गुर्दे के रक्त प्रवाह में लगभग 20 प्रतिशत कार्डियक आउटपुट होता है, जो गुर्दे को हाइपोक्सिया के लिए आदर्श जैविक सेंसर प्रदान करता है। 10 गुर्दे भी तुरंत कर सकते हैं जक्सटेमेडुलरी क्षेत्र में द्रव की स्थिति का पता लगाना और सोडियम पुनर्वसन की मात्रा को समायोजित करके बाह्य मात्रा को विनियमित करना। ईपीओ उत्पादन के साथ, गुर्दे प्लाज्मा की मात्रा और लाल रक्त कोशिका द्रव्यमान को अनुकूल स्तरों पर सेट कर सकते हैं, जो "क्रिटमीटर" के रूप में कार्य करते हैं।^11,12इसके अलावा, वृक्क मज्जा में फ़ाइब्रोब्लास्ट COX1 और COX2 व्यक्त करते हैं, जो प्रोस्टाग्लैंडीन (PG) संश्लेषण के प्रमुख एंजाइम हैं।¹³ शारीरिक स्थितियों के तहत, पीजी में कई कार्य होते हैंगुर्दा, जैसे वृक्क रक्त प्रवाह और रेनिन रिलीज का नियमन। कुल मिलाकर, गुर्दे में निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट कई तंत्रों द्वारा वृक्क होमियोस्टेसिस के रखरखाव में योगदान करते हैं।

2.2|फाइब्रोब्लास्ट की उत्पत्ति

फाइब्रोब्लास्ट की विकासात्मक उत्पत्ति विषम हैं। मेंगुर्दा, हमने पहले खुलासा किया था कि वृक्क प्रांतस्था और बाहरी मज्जा में निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट माइलिन प्रोटीन शून्य (P0) -Cre वंश-लेबल एक्सट्रैरेनल कोशिकाओं से प्राप्त होते हैं।¹⁴ भ्रूणीय चरण में, P0 तंत्रिका शिखा कोशिकाओं पर व्यक्त किया जाता है।¹⁵ P0-Cre वंश-लेबल वाली कोशिकाएँ तंत्रिका शिखा से भ्रूण में प्रवास करती हैंगुर्दाभ्रूण के दिन 13.5 पर और गुर्दे के बाहरी कैप्सूल और मूत्रवाहिनी के साथ स्थानीयकृत होते हैं। वयस्क मेंगुर्दा, P0-Cre वंश-लेबल वाली कोशिकाएं वृक्क इंटरस्टिटियम और एक्सप्रेस फ़ाइब्रोब्लास्ट मार्कर जैसे PDGFR और CD73 में देखी जाती हैं। दिलचस्प बात यह है कि अधिकांश ईपीओ-उत्पादक फ़ाइब्रोब्लास्ट भी पी 0- Cre द्वारा वंश-लेबल हैं, जो ऊपर वर्णित न्यूरॉन जैसे फेनोटाइप की उनकी विशेषताओं के अनुरूप हैं।⁸ इन परिणामों को इस अवलोकन द्वारा भी समर्थन दिया जाता है कि आदिम एरिथ्रोपोएसिस में ईपीओ का प्रमुख स्रोत तंत्रिका और तंत्रिका शिखा कोशिकाएं हैं।¹⁶

इसके विपरीत, वृक्क आंतरिक मज्जा में निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट Wnt4-Cre द्वारा वंश-लेबल हैं,¹⁷ में फाइब्रोब्लास्ट मूल की क्षेत्रीय विविधता का उदाहरणगुर्दा. गुर्दे के विकास में, Wnt4 अभिव्यक्ति संयोजन नेफ्रॉन और मेडुलरी स्ट्रोमा में देखी जाती है। 18,19 Wnt4 मांसपेशियों की कोशिकाओं को सुचारू करने के लिए मेडुलरी स्ट्रोमल कोशिकाओं के भेदभाव को नियंत्रित करता है,²⁰ साथ ही मेसेनकाइमल-टू-एपिथेलियल संक्रमण और ट्यूबुलोजेनेसिस। 19 वास्तव में, Wnt4 रिक्तीकरण मेडुलरी स्ट्रोमल कोशिकाओं में चिकनी पेशी एक्टिन (SMA) अभिव्यक्ति को क्षीण करता है।²⁰

वृक्क प्रांतस्था और मज्जा में फाइब्रोब्लास्ट के विभिन्न मूल के संयोजन के साथ, कॉर्टिकल और मेडुलरी फाइब्रोब्लास्ट के बीच कई फेनोटाइपिक अंतर भी बताए गए हैं। उदाहरण के लिए, जबकि कॉर्टिकल फ़ाइब्रोब्लास्ट एक्टो -5'-न्यूक्लियोटिडेज़ (5'NT) व्यक्त करते हैं, अधिकांश मेडुलरी फ़ाइब्रोब्लास्ट नहीं करते हैं।²¹ अवसंरचनात्मक विश्लेषण में, कॉर्टिकल फ़ाइब्रोब्लास्ट आसन्न कोशिकाओं के साथ बातचीत करने के लिए एक वृक्ष के समान संरचना का प्रदर्शन करते हैं जबकि मेडुलरी फ़ाइब्रोब्लास्ट में लिपिड बूंदें होती हैं। 7,22 दिलचस्प बात यह है कि ये लिपिड बूंदें एनीमिक चूहे के कोर्टिकल फ़ाइब्रोब्लास्ट में भी दिखाई देती हैं।गुर्दे.²¹ यह निर्धारित करने के लिए भविष्य के शोध की आवश्यकता है कि क्या ये फेनोटाइपिक अंतर कॉर्टिकल और मेडुलरी फाइब्रोब्लास्ट के बीच कार्यात्मक अंतर से संबंधित हैं।

2.3|पेरिसाइट्स और फ़ाइब्रोब्लास्ट्स

पेरिसाइट्स भित्ति कोशिकाएं हैं जो संवहनी एंडोथेलियल कोशिकाओं को घेरती हैं और माइक्रोकिरकुलेशन को नियंत्रित करती हैं। परंपरागत रूप से, पेरिसाइट्स को मुख्य रूप से उनके शारीरिक स्थान, उनकी आकृति विज्ञान और विशिष्ट मार्कर अभिव्यक्ति द्वारा परिभाषित किया जाता है।²³ पेरिसाइट्स निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट के साथ सामान्य विशेषताओं को साझा करते हैं, जैसे कि उनके मेसेनकाइमल मूल और आकारिकी। Pericytes एक ही सेलुलर मार्करों को निवासी फाइब्रोब्लास्ट के रूप में व्यक्त करते हैं, जैसे कि PDGFR। हालांकि कई मार्करों का उपयोग पेरिसाइट्स की पहचान करने के लिए किया गया है, जैसे कि एनजी-2, वे पेरिसाइट्स के लिए बिल्कुल विशिष्ट नहीं हैं, और कोई निश्चित मार्कर नहीं है जो फाइब्रोब्लास्ट से पेरिसाइट्स को पूरी तरह से अलग करता है। वास्तव में, एनजी -2 द्वारा वृक्क पेरिसाइट्स की अनुरेखण दक्षता अपेक्षाकृत कम है। हालांकि शारीरिक स्थितियों के तहत शारीरिक स्थानीयकरण में अंतर आंशिक रूप से निवासी फाइब्रोब्लास्ट से पेरिसाइट्स के भेदभाव में सहायता करता है, कुछ निवासी फाइब्रोब्लास्ट भी पेरिवास्कुलर क्षेत्र में रहते हैं। ("पेरिवास्कुलर फ़ाइब्रोब्लास्ट"), इसलिए संरचनात्मक स्थानीयकरण द्वारा पेरिसाइट्स और फ़ाइब्रोब्लास्ट के बीच का अंतर पर्याप्त नहीं है।

फ़ाइब्रोब्लास्ट की तरह, पेरिसाइट्स की उत्पत्ति विषम है। जबकि केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और थाइमस में पेरिसाइट्स एक्टोडर्म-व्युत्पन्न तंत्रिका शिखा से उत्पन्न होते हैं, हृदय और फेफड़े में पेरिसाइट्स मेसोथेलियम से प्राप्त होते हैं।²³ गुर्दे में, पेरिसाइट्स फॉक्सडी1-पॉजिटिव कॉर्टिकल मेसेनकाइमल प्रोजेनिटर से उत्पन्न होते हैं।²⁵ FoxD1 प्लस कोशिकाएं मूल रूप से भ्रूण चरण में Osr1-पॉजिटिव नेफ्रोजेनिक इंटरमीडिएट मेसोडर्म प्रोजेनिटर से ली गई हैं।^26,27फॉक्सडी 1 प्लस कोशिकाएं मेसेनकाइमल पूर्वज के रूप में काम करती हैं और कई प्रकार की कोशिकाओं में अंतर करती हैं, जैसे कि पेरिसाइट्स, फाइब्रोब्लास्ट, संवहनी चिकनी पेशी कोशिकाएं और मेसेंजियल कोशिकाएं।²⁷ दिलचस्प बात यह है कि फॉक्सडी1-Cre वंश-लेबल स्ट्रोमल सेल आबादी बड़े पैमाने पर P0-Cre वंश-लेबल कोशिकाओं के साथ ओवरलैप होती है, आंतरिक मज्जा को छोड़कर।^14,25,27इसकी पुष्टि इस अवलोकन से होती है कि भ्रूण के चरण में तंत्रिका शिखा कोशिकाओं को स्थानांतरित करना फॉक्सडी 1 व्यक्त करता है,²⁸और P0-भ्रूण में प्रवेश करने वाली वंश-लेबल वाली कोशिकाओं का निर्माणगुर्दाक्षणिक रूप से FoxD1 व्यक्त करें।¹⁴ लगातार, ईपीओ-उत्पादक कोशिकाओं को भी फॉक्सडी द्वारा वंश-लेबल किया जाता है1-Cre।²⁹ इसलिए, "फाइब्रोब्लास्ट्स" और "पेरीसाइट्स" के रूप में परिभाषित सेल आबादी के बीच एक बड़ा ओवरलैप है और, जैसे, पेरिसाइट्स और फाइब्रोब्लास्ट्स पर अक्सर एक पूरे के रूप में चर्चा की गई है। इस समीक्षा में, हम फाइब्रोब्लास्ट्स और पेरिसाइट्स दोनों सहित सेल आबादी को परिभाषित करने के लिए "फाइब्रोब्लास्ट्स/पेरीसाइट्स" शब्द का उपयोग करते हैं। मायोफिब्रोब्लास्ट पूल और फाइब्रोसिस के विकास में फॉक्सडी1 प्लस मेसेनकाइमल पूर्वजों के योगदान पर अगले भाग में चर्चा की जाएगी।

यद्यपि फाइब्रोब्लास्ट्स से पेरिसाइट्स को अलग करना मुश्किल हो गया है, हाल ही में एक अध्ययन जिसने पेशीय अंगों में फाइब्रोब्लास्ट्स और म्यूरल सेल्स (संवहनी चिकनी पेशी कोशिकाओं और पेरिसाइट्स) के scRNAseq का संचालन किया, हमें ट्रांसक्रिप्शनल स्तरों पर उनके अंतरों को समझने में सक्षम बनाता है।³⁰ Muhl et al ने माउस हार्ट, कंकाल की मांसपेशी, कोलन और ब्लैडर से प्राप्त कोशिकाओं के scRNAseq का प्रदर्शन किया। यद्यपि प्रत्येक कोशिका प्रकार अंग-निर्भर ट्रांसक्रिप्शनल विषमता को प्रदर्शित करता है, सभी चार अंगों में अतिव्यापी 90 जीन उपसमुच्चय की पहचान की गई थी जिनका उपयोग पेरिसाइट्स और फाइब्रोब्लास्ट के बीच भेदभाव करने के लिए किया जा सकता है। हालांकि सामान्य फ़ाइब्रोब्लास्ट मार्करों में कई ECM जीन (जैसे, Col1a1), CD34, और PDGFR शामिल हैं, म्यूरल सेल मार्करों में Mcam, Tagln और Notch3 शामिल हैं। हालांकि अकेले कोई एकल मार्कर प्रत्येक कोशिका प्रकार को पूरी तरह से परिभाषित नहीं कर सकता है, इन मार्करों का संयोजन फाइब्रोब्लास्ट से पेरिसाइट्स को कुशलता से अलग करता है। दिलचस्प बात यह है कि पेरीसाइट्स फ़ाइब्रोब्लास्ट की तुलना में अंग-विशिष्ट स्थानीयकरण और मार्कर अभिव्यक्ति प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, हालांकि पीडीजीएफआर और एनजी -2 की मजबूत अभिव्यक्ति के साथ सबपीथेलियल केशिका छोरों के शीर्ष में बृहदान्त्र पेरिसाइट्स स्थानीयकृत हैं, मूत्राशय के पेरिसाइट्स इसके बजाय एसएमए व्यक्त करते हैं। पेरीसाइट्स के अलग-अलग ट्रांसक्रिप्शनल प्रोफाइल विभिन्न अंगों के बीच पेरिसाइट्स के कार्यात्मक अंतर की व्याख्या कर सकते हैं।

3|मायोफिब्रोबल ए एसटी: मूल, कार्य, विषमता, और संबंधित रोग संबंधी स्थितियां

फाइब्रोसिस अंग डिसहोमोस्टेसिस की अंतिम सामान्य अभिव्यक्ति है और इसे विकृत ऊतक आर्किटेक्चर के साथ अत्यधिक ईसीएम बयान के रूप में परिभाषित किया गया है। फाइब्रोसिस के विकास को ईसीएम संश्लेषण और इसके क्षरण के बीच जटिल संतुलन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। एक बार विकसित होने के बाद, फाइब्रोसिस विभिन्न अंगों में खराब रोग का निदान के साथ जुड़ा हुआ है, जिसमें शामिल हैंगुर्दा, और इसे अंग कार्य में गिरावट का एक विश्वसनीय भविष्यवक्ता माना जाता है। गुर्दे में, रेनल एनीमिया और पेरिटुबुलर केशिका हानि के साथ फाइब्रोसिस विकसित होता है, जो दोनों सीकेडी के लक्षण हैं। फाइब्रोसिस के विकास में, मायोफिब्रोब्लास्ट चोट के बाद डे नोवो निकलते हैं, और सक्रिय रूप से ईसीएम घटकों (चित्रा 1) का प्रसार और संश्लेषण करते हैं।

3.1|मायोफिब्रोब्लास्ट की उत्पत्ति

पिछले एक दशक में, कई सेलुलर स्रोतों को मायोफिब्रोब्लास्ट पूर्वजों के लिए उम्मीदवार के रूप में प्रस्तावित किया गया है। अध्ययनों से पता चला है कि अधिकांश मायोफिब्रोब्लास्ट निवासी फाइब्रोब्लास्ट से प्राप्त होते हैं, दोनों मेंगुर्दाऔर अन्य अंग (जैसे, हृदय)।^14,32,33मेंगुर्दा, P0-Cre वंश-लेबल निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट ईपीओ उत्पादन के सहवर्ती नुकसान के साथ, चोट के बाद मायोफिब्रोब्लास्ट में ट्रांसडिफेरेंटिएट करते हैं।¹⁴ लगातार, घायलों में मायोफिब्रोब्लास्टगुर्देफॉक्सडी द्वारा वंश-लेबल भी हैं1-Cre.²⁵ इन परिणामों की पुष्टि एकतरफा मूत्रवाहिनी अवरोध (UUO) के तहत EPO-Cre चूहों का उपयोग करने वाले एक बाद के अध्ययन से हुई, जो वृक्क फाइब्रोसिस के विवो प्रायोगिक मॉडल में एक प्रमुख है।⁹ मायोफिब्रोब्लास्ट में, एनएफκबी और स्मॉड सिग्नलिंग सक्रिय होते हैं, और ये मायोफिब्रोब्लास्ट के फेनोटाइपिक संक्रमण को कम करते हैं और ईपीओ उत्पादन में कमी करते हैं। दिलचस्प बात यह है कि मायोफिब्रोब्लास्ट में ईपीओ उत्पादन न्यूरोप्रोटेक्टिव एजेंटों, जैसे डेक्सामेथासोन और न्यूरोट्रॉफिन को प्रशासित करके बहाल किया जाता है,¹⁴ या यूयूओ को उलट देना,⁹ मायोफिब्रोब्लास्ट की उच्च कार्यात्मक प्लास्टिसिटी का उदाहरण।

कॉर्टिकल मायोफिब्रोब्लास्ट के विपरीत, मेडुलरी मायोफिब्रोब्लास्ट Wnt4 प्लस निवासी फाइब्रोब्लास्ट से आंतरिक मज्जा में उत्पन्न होते हैं।¹⁷ एक पुन: प्रतिशत एकल-कोशिका ट्रांसक्रिप्शनल विश्लेषण भी इस संभावना का समर्थन करता है कि कॉर्टिकल और मेडुलरी (मायो) फाइब्रोब्लास्ट अलग-अलग फेनोटाइप प्रदर्शित कर सकते हैं। murine पर snRNAseqगुर्दाचोट के मॉडल से पता चला है कि फ़ाइब्रोब्लास्ट उप-जनसंख्या को उनके कॉर्टिकल या मेडुलरी साइट के मूल के अनुसार चार समूहों में विभाजित किया गया है।³⁴ दिलचस्प बात यह है कि कॉर्टिकल फ़ाइब्रोब्लास्ट केवल IRI के तीव्र चरण में ही Acta2 और Col1a1 को व्यक्त करते हैं, जबकि मेडुलरी फ़ाइब्रोब्लास्ट IRI के 6 सप्ताह बाद भी इन मायोफिब्रोब्लास्ट मार्करों की निरंतर अभिव्यक्ति प्रदर्शित करते हैं। कॉर्टिकल मायोफिब्रोब्लास्ट और मेडुलरी मायोफिब्रोब्लास्ट के बीच ये फेनोटाइपिक अंतर फाइब्रोब्लास्ट के विभिन्न मूल से उपजी हो सकते हैं, जैसा कि ऊपर वर्णित है।

हाल ही में प्रकाशित एक व्यापक अध्ययन ने इस बात के पुख्ता सबूत दिए कि अधिकांश मायोफिब्रोब्लास्ट निवासी फाइब्रोब्लास्ट्स / पेरिसाइट्स से न केवल मुराइन किडनी में बल्कि मानव गुर्दे में भी उत्पन्न होते हैं। कुप्पे एट अल ने मानव और माउस फाइब्रोटिक का विश्लेषण कियागुर्देscRNAseq द्वारा बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ। 35 अधिकांश मायोफिब्रोब्लास्ट फ़ाइब्रोब्लास्ट्स और पेरिसाइट्स से विभेदित होते हैं, अन्य सेल प्रकारों जैसे कि डी-विभेदित समीपस्थ ट्यूबलर कोशिकाओं से मामूली योगदान के साथ। इस अध्ययन में, मायोफिब्रोब्लास्ट को एसएमए अभिव्यक्ति के बजाय सबसे अधिक ईसीएम जीन को व्यक्त करने वाली कोशिकाओं के रूप में परिभाषित किया गया था, और यह पता चला था कि मायोफिब्रोब्लास्ट अधिक कुशलता से पेरीओस्टिन (पोस्टन) द्वारा चिह्नित हैं। दिलचस्प बात यह है कि फ़ाइब्रोब्लास्ट/पेरीसाइट से मायोफिब्रोब्लास्ट संक्रमण को कोशिका चक्र समाप्ति से संबंधित जीन की प्रारंभिक अभिव्यक्ति की विशेषता है, जैसे कि उत्प्रेरक प्रोटीन -1 (एपी 1)। AP1 की अभिव्यक्ति के बाद इंटीग्रिन और TGF की अभिव्यक्ति होती है, जो दोनों वृक्क फाइब्रोसिस के प्रमुख चालक हैं। उन्होंने Nkd2 को परिपक्व मायोफिब्रोब्लास्ट के लिए चयनात्मक मार्कर के रूप में भी पहचाना। Nkd2 अभिव्यक्ति सकारात्मक रूप से Postn और ECM अभिव्यक्ति के साथ सहसंबद्ध है, लेकिन नकारात्मक रूप से फ़ाइब्रोब्लास्ट और पेरिसाइट्स से जुड़े जीन के साथ। Nkd2 के नॉकडाउन परगुर्दाऑर्गेनोइड्स ने Col1a1 अभिव्यक्ति को दबा दिया, यह सुझाव देते हुए कि Nkd2 फाइब्रोसिस के विकास में भूमिका निभा सकता है। यद्यपि विवो में और सत्यापन की आवश्यकता है, एक संभावना है कि Nkd2 गुर्दे की फाइब्रोसिस के लिए चिकित्सीय लक्ष्य के रूप में काम कर सकता है।

यद्यपि मायोफिब्रोब्लास्ट्स पूल में फ़ाइब्रोब्लास्ट्स/पेरीसाइट्स का योगदान सबसे महत्वपूर्ण है, फ़ाइब्रोसाइट्स का योगदान भी बताया गया है। फाइब्रोसाइट्स अस्थि मज्जा-व्युत्पन्न कोशिकाएं हैं जिनमें सकारात्मक हेमटोपोइएटिक मार्कर होते हैं, जो कोलेजन और ईसीएम घटकों का उत्पादन करते हैं। फाइब्रोसाइट्स में माइग्रेट करते हैंगुर्दापूर्व-विभेदित कोलेजन-उत्पादक कोशिकाओं के रूप में और गुर्दे में फाइब्रोसिस के विकास में योगदान करते हैं।³⁶ प्रारंभिक अध्ययनों ने मायोफिब्रोब्लास्ट में फाइब्रोसाइट्स के समग्र योगदान से संबंधित परस्पर विरोधी परिणामों की सूचना दी,^24,37मुख्य रूप से ट्रांसजेनिक पत्रकारों की विश्वसनीयता में अंतर के कारण। Parabiosis मॉडल और scRNAseq का उपयोग करने वाले हाल के अध्ययनों से पता चला है कि अधिकांश myofibroblasts फ़ाइब्रोब्लास्ट्स/पेरीसाइट्स से प्राप्त होते हैं, लेकिन हेमटोपोइएटिक वंश-व्युत्पन्न कोशिकाओं से नहीं।³⁸ मानव का scRNAseqगुर्दाइसी तरह के परिणाम भी सामने आए,³⁵ यह सुझाव देते हुए कि फाइब्रोब्लास्ट्स/पेरीसाइट्स की तुलना में मायोफिब्रोब्लास्ट पूल में फाइब्रोसाइट का योगदान अपेक्षाकृत कम है।

एक पिछले अध्ययन ने तर्क दिया कि उपकला कोशिकाएं एपिथेलियल-टू-मेसेनकाइमल संक्रमण (ईएमटी) द्वारा मायोफिब्रोब्लास्ट में ट्रांसडिफेरेंटिएट करती हैं,³⁹ मुख्य रूप से उपकला और मेसेनकाइमल मार्करों के कोलोकलाइज़ेशन पर आधारित है। विस्तृत सेल भाग्य अनुरेखण अध्ययनों ने विवो में ईएमटी के प्रमुख योगदान पर सवाल उठाया, और यह प्रदर्शित किया कि ईएमटी केवल मायोफिब्रोब्लास्ट पूल के एक छोटे से अंश के लिए खाता है यदि कोई हो।^24,25,35एंडोथेलियल-टू-मेसेनकाइमल ट्रांज़िशन (एंडोएमटी) एक अन्य जैविक प्रक्रिया है जिसमें एंडोथेलियल कोशिकाएं मायोफिब्रोब्लास्ट में ट्रांसडिफेरेंटिएट करती हैं। हालांकि कुछ अध्ययनों से पता चला है कि एंडोएमटी रीनल फाइब्रोसिस में योगदान देता है,^40-42समग्र मायोफिब्रोब्लास्ट आबादी में एंडोएमटी का योगदान फाइब्रोब्लास्ट्स/पेरीसाइट्स या फाइब्रोसाइट्स की तुलना में कम महत्वपूर्ण प्रतीत होता है।^24,35

3.2|मायोफिब्रोब्लास्ट्स को फिर से परिभाषित करना

परंपरागत रूप से, मायोफिब्रोब्लास्ट्स को फाइब्रोब्लास्ट्स और चिकनी पेशी कोशिकाओं दोनों की विशेषताओं वाली कोशिकाओं के रूप में परिभाषित किया गया है और सिकुड़ा हुआ प्रोटीन एसएमए व्यक्त करते हैं। हालांकि, कई अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि, फाइब्रोब्लास्ट के अलावा, मायोफिब्रोब्लास्ट भी उच्च विषमता प्रदर्शित करते हैं, और एसएमए मायोफिब्रोब्लास्ट के लिए एक असंगत मार्कर है। . जैसा कि पहले बताया गया है, फाइब्रोटिक के हाल ही में किए गए scRNAseq विश्लेषण मेंगुर्दे, myofibroblasts को सबसे अधिक ECM अभिव्यक्ति वाली कोशिकाओं के रूप में परिभाषित किया गया था, और Postn का उपयोग SMA के बजाय myofibroblasts की पहचान करने के लिए किया गया था।³⁵दरअसल, सन एट अल ने Col-EGF/SMA-RFP दोहरे रिपोर्टर चूहों का उपयोग किया और खुलासा किया कि कोलेजन-उत्पादक कोशिकाओं का केवल एक छोटा सा अंश गुर्दे और फेफड़े के फाइब्रोसिस मॉडल में SMA को व्यक्त करता है।⁴³ एक अन्य अध्ययन ने यह भी संकेत दिया कि चिकनी पेशी कोशिकाएं और पेरिसाइट्स माय-फाइब्रोब्लास्ट्स की तुलना में एसएमए के उच्च स्तर को व्यक्त करते हैं, एसएमए को मायोफिब्रोब्लास्ट के लिए एक असंगत मार्कर प्रदान करते हैं, कम से कम फेफड़े के फाइब्रोसिस में।⁴⁴ दिलचस्प बात यह है कि मायोफिब्रोब्लास्ट्स को स्कैनसेक द्वारा पांच समूहों में विभाजित किया गया है, और स्यूडोटाइम विश्लेषण से पता चलता है कि उनमें से प्रत्येक फाइब्रोब्लास्ट से माय-फाइब्रोब्लास्ट संक्रमण के विभिन्न चरणों का प्रतिनिधित्व करता है। विभिन्न फाइब्रोब्लास्ट उपप्रकारों की कार्यात्मक विविधता की पुष्टि करने के लिए आगे सत्यापन अध्ययन की आवश्यकता है।

3.3|(मायो) फाइब्रोब्लास्ट की कार्यात्मक विषमता

पैथोलॉजिकल स्थितियों के तहत, फ़ाइब्रोब्लास्ट अलग-अलग फेनोटाइप प्राप्त करते हैं और अपने माइक्रोएन्वायरमेंट और नैदानिक ​​​​संदर्भ के आधार पर विविध भूमिका निभाते हैं। फेफड़े में, निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट की उच्च कार्यात्मक विविधता की सूचना दी गई है, जो अलग-अलग तंत्रों के माध्यम से फेफड़े के फाइब्रोसिस में योगदान करती है। 44-46 विभिन्न शारीरिक स्थानों (वायुकोशीय, साहसी और पेरिब्रोनचियल फ़ाइब्रोब्लास्ट) में रहने वाले फेफड़े के फ़ाइब्रोब्लास्ट के अलग-अलग उप-समूह हैं। और उनमें से प्रत्येक scRNAseq.44 में विभिन्न ट्रांसक्रिप्शनल प्रोफाइल प्रदर्शित करता है, उनमें से, उच्च ईसीएम उत्पादन के साथ एक अद्वितीय फाइब्रोब्लास्ट उप-जनसंख्या को कोलेजन ट्रिपल हेलिक्स रिपीट की अभिव्यक्ति द्वारा पहचाना गया था जिसमें 1 (Cthrc1) शामिल था। Cthrc1-सकारात्मक फ़ाइब्रोब्लास्ट वायुकोशीय फ़ाइब्रोब्लास्ट से विभेदित होते हैं और मुख्य रूप से फ़ाइब्रोब्लास्टिक फ़ॉसी, फ़ाइब्रोजेनेसिस के केंद्रीय स्थल में देखे जाते हैं। वे अपने रोग संबंधी कार्यों का सुझाव देते हुए, इंट्राट्रैचियल ट्रांसफर के बाद उच्च प्रवासी और उपनिवेश क्षमता प्रदर्शित करते हैं। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि अलग-अलग फ़ाइब्रोब्लास्ट उप-जनसंख्या फेफड़े में विभिन्न शारीरिक स्थानों पर कब्जा कर लेते हैं, और Cthrc1 उच्च ECM अभिव्यक्ति के साथ हानिकारक फ़ाइब्रोब्लास्ट को चिह्नित करता है। एक अन्य अध्ययन से पता चला है कि फेफड़े में वृद्ध मायोफिब्रोब्लास्ट के फेनोटाइपिक परिवर्तन वृद्ध व्यक्तियों में फेफड़े के फाइब्रोसिस संकल्प की बिगड़ा क्षमता को कम करते हैं। 47 वृद्ध मायोफिब्रोब्लास्ट एनएडीपीएच-ऑक्सीडेज 4 (एनओएक्स 4) की उच्च अभिव्यक्ति प्रदर्शित करते हैं जबकि एनएफई 2- संबंधित कारक 2 (एनआरएफ 2) ), जो कि एंटी-ऑक्सीडेटिव तनाव प्रतिक्रिया का प्राथमिक नियामक है, डाउनरेगुलेटेड है। Nox4 और Nrf2 के बीच रेडॉक्स असंतुलन वृद्ध फाइब्रोब्लास्ट में एंटी-एपोप्टोटिक और सेन्सेंट फेनोटाइप के अधिग्रहण को ट्रिगर करता है, जो लगातार फाइब्रोसिस को बढ़ावा देता है। दरअसल, siRNA या छोटे-अणु अवरोधक द्वारा Nox4 गतिविधि के विवो नाकाबंदी में वृद्ध चूहों में फाइब्रोसिस रिज़ॉल्यूशन की क्षमता को पुनर्स्थापित करता है, मायोफिब्रोब्लास्ट में कम सेन्सेंट और एंटी-एपोप्टोसिस फेनोटाइप के साथ।

IgG4-संबंधित रोग (IgG4-RD) में एक अद्वितीय फ़ाइब्रोब्लास्ट फ़िनोटाइप भी रिपोर्ट किया गया है, जो IgG4-पॉज़िटिव प्लाज्मा सेल घुसपैठ और स्टोरिफ़ॉर्म फ़ाइब्रोसिस की विशेषता है।48 हालांकि अधिकांश मरीज़ आईजीजी के साथ 4- आरडी ग्लूकोकार्टिकोइड उपचार के लिए अच्छी प्रतिक्रिया देता है, चिकित्सीय प्रतिक्रिया के लिए अंतर्निहित तर्क स्पष्ट नहीं था। हमने खुलासा किया कि ग्लूकोकॉर्टीकॉइड रिसेप्टर (जीआर) की अभिव्यक्ति रोगियों के प्रभावित अंगों, जैसे कि सबमांडिबुलर ग्रंथियों, रेट्रोपरिटोनियम, औरगुर्दे.49 दिलचस्प बात यह है कि जीआर मुख्य रूप से फाइब्रोब्लास्ट्स के साथ-साथ प्रभावित अंग के ल्यूकोसाइट्स पर भी व्यक्त किया जाता है, जो आंशिक रूप से बताता है कि ग्लूकोकॉर्टीकॉइड प्रशासन आईजीजी 4- आरडी में फाइब्रोसिस के विकास को क्यों बढ़ाता है। यद्यपि आईजीजी के विकास में फाइब्रोब्लास्ट्स के योगदान 4- आरडी को और अधिक मान्य किया जाना चाहिए, ये परिणाम विभिन्न रोग स्थितियों के विकास में फाइब्रोब्लास्ट की कार्यात्मक विविधता का उदाहरण देते हैं।

3.4|रेनल एनीमिया और पेरिटुबुलर केशिका हानि: गुर्दे में फाइब्रोब्लास्ट डिसफंक्शन द्वारा संचालित दो सामान्य रोग संबंधी स्थितियां

फाइब्रोसिस सीकेडी का अंतिम सामान्य मार्ग है, इसके अंतर्निहित एटियलजि की परवाह किए बिना। दरअसल, रीनल कॉर्टेक्स में फाइब्रोसिस को सीकेडी में गुर्दे की शिथिलता का सबसे अच्छा हिस्टोलॉजिक भविष्यवक्ता माना जाता है। यह आंशिक रूप से है क्योंकि फाइब्रोसिस सीकेडी में आम अन्य रोग स्थितियों से निकटता से संबंधित है, जैसे कि गुर्दे की एनीमिया और पेरिटुबुलर केशिका हानि। कई कारक गुर्दे में मायोफिब्रोब्लास्ट और फाइब्रोसिस के विकास में फाइब्रोब्लास्ट संक्रमण को ट्रिगर करते हैं, जैसे कि समीपस्थ ट्यूबलर चोट। 51,52 जैसा कि पिछले अध्याय में वर्णित है, ईपीओ-उत्पादक फाइब्रोब्लास्ट / पेरिसाइट्स चोट के जवाब में मायोफिब्रोब्लास्ट में ट्रांसडिफेरेंटिएट करते हैं, ईपीओ उत्पादन के सहवर्ती नुकसान के साथ। .14,29 ईपीओ उत्पादन हाइपोक्सिक स्थिति में प्रेरित होता है और हाइपोक्सिया-इंड्यूसीबल कारकों (एचआईएफ) द्वारा नियंत्रित होता है। नॉर्मोक्सिक स्थितियों के तहत, HIF को HIF-prolyl हाइड्रॉक्सिलेज़ डोमेन-युक्त प्रोटीन (PHDs) द्वारा तेजी से हाइड्रॉक्सिलेटेड किया जाता है जो HIF के प्रोटीसोमल डिग्रेडेशन को बढ़ावा देते हैं। मेंगुर्दा, पीएच.डी. द्वारा एचआईएफ सक्रियण। अवरोध मायोफिब्रोब्लास्ट में ईपीओ उत्पादन को पुनर्स्थापित करता है, और PHD2-HIF2 अक्ष प्रमुख नियामक कैस्केड है। 53 दिलचस्प बात यह है कि फॉक्सडी में ईपीओ उत्पादन1-Cre वंशावली-लेबल वाले फाइब्रोब्लास्ट PHD2 की निष्क्रियता द्वारा अपग्रेड किए जाते हैं, लेकिन नहीं PHD1 या PHD3 की निष्क्रियता से, यह सुझाव देता है कि इन कोशिकाओं में ईपीओ उत्पादन अद्वितीय तंत्र द्वारा नियंत्रित होता है।⁵³ यद्यपि गुर्दे की एनीमिया के लिए वर्तमान मानक चिकित्सा पुनः संयोजक मानव ईपीओ (आरएचईपीओ) का प्रशासन है, बहिर्जात आरएचईपीओ प्रशासन कई प्रतिकूल प्रभावों से जुड़ा है, जैसे उच्च रक्तचाप और थ्रोम्बोटिक घटनाएं।^54,55rhEPO की इन कमियों को दूर करने के लिए, पीएच.डी. ईपीओ सहित हाइपोक्सिया-प्रेरित जीन को अपग्रेड करने वाले अवरोधकों को विकसित किया गया है और वृक्क रक्ताल्पता के उपचार के लिए उपयोग किया गया है।⁵⁶ हालांकि पीएच.डी. के दीर्घकालिक प्रतिकूल प्रभावों के संबंध में आगे के अध्ययन की आवश्यकता है। अवरोधक, अंतर्जात ईपीओ उत्पादन को प्रेरित करने के लिए मायोफिब्रोब्लास्ट को लक्षित करना सीकेडी में गुर्दे की एनीमिया के लिए एक आशाजनक और अनुकूल चिकित्सीय रणनीति हो सकती है।

पेरिटुबुलर केशिका हानि और केशिका विरलन भी फाइब्रोसिस के संयोजन के साथ विकसित होते हैं, और पेरिसाइट्स के कार्यात्मक परिवर्तन इन अभिव्यक्तियों को रेखांकित करते हैं।^57-59मेंगुर्दा, पेरिटुबुलर केशिकाएं पेरिसाइट्स से घिरी होती हैं, जो शारीरिक स्थितियों के तहत केशिका संरचना और कार्य का समर्थन करती हैं। चोट के बाद, ये पेरिसाइट्स पेरिटुबुलर केशिकाओं से खुद को अलग कर लेते हैं और घायल नलिकाओं में चले जाते हैं।^53,60 इस प्रक्रिया में, पेरिटुबुलर केशिकाएं पेरिसाइट्स के यांत्रिक समर्थन को खो देती हैं, जिससे|201 एआरएआई एट अल। केशिका प्रतिगमन और विरलन।^57,58यूयूओ मॉडल में, एंडोथेलियल सेल एपोप्टोसिस और पेरिटुबुलर केशिका हानि फाइब्रोसिस की प्रगति के साथ संगीत कार्यक्रम में विकसित होती है।⁶¹ इसके अलावा, फाइब्रोटिक की पेरिटुबुलर केशिकाएंगुर्देरूपात्मक असामान्यताएं प्रदर्शित करते हैं, जैसे कि गुफाओं का निर्माण और टीकाकरण, और उनकी पारगम्यता को ऊंचा किया जाता है, जैसा कि दो-फोटॉन सूक्ष्म इमेजिंग में बढ़े हुए अपव्यय में स्पष्ट है।⁶² वास्तव में, पेरिटुबुलर केशिका हानि और रेयरफैक्शन से प्रेरित गुर्दे की रक्त आपूर्ति में कमी का पता सीकेडी माउस मॉडल में विपरीत-संवर्धित माइक्रो-कंप्यूटेड टोमोग्राफी द्वारा लगाया जाता है। 63 फाइब्रोसिस विकास और सापेक्ष ईपीओ की कमी के साथ, पेरिटुबुलर केशिका हानि ऑक्सीजन की आपूर्ति में कमी में योगदान करती है। गुर्दे की नलिकाएं और इंटरस्टिटियम, जो गुर्दे की चोट को बढ़ा देता है और सीकेडी प्रगति का एक दुष्चक्र बनाता है।⁶⁴

4|फाइब्रोसिस से परे फाइब्रोब्लास्ट्स की कार्यात्मक विषमता

ScRNAseq विश्लेषण को नियोजित करने वाले हाल के अध्ययनों ने विभिन्न अंगों में रोग स्थितियों के तहत फाइब्रोब्लास्ट की फेनोटाइपिक विषमता का खुलासा किया है और इसके परिणामस्वरूप फाइब्रोब्लास्ट के बहुमुखी कार्यों का प्रदर्शन किया है। फाइब्रोब्लास्ट न केवल हानिकारक प्रभाव डालते हैं बल्कि संदर्भ-निर्भर तरीके से लाभकारी कार्य भी करते हैं। इस खंड में, हम फाइब्रोसिस के विकास के अलावा, फाइब्रोब्लास्ट के विविध कार्यों की वर्तमान समझ की समीक्षा करते हैं।

4.1|भड़काऊ कार्य

फाइब्रोब्लास्ट कई संदर्भों में ऊतक सूजन को बढ़ावा देते हैं।⁶⁵ उदाहरण के लिए, मायोकार्डियल रोधगलन के माउस मॉडल में, निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट न केवल कार्डियक फाइब्रोसिस को चलाते हैं, बल्कि बिगड़ते कार्डियक फ़ंक्शन के लिए स्थानीय सूजन भी करते हैं। मायोकार्डियल रोधगलन के बाद, फाइब्रोटिक क्षेत्र में कार्डियक फाइब्रोब्लास्ट Sox9 को अपग्रेड करते हैं,^66,67जो एक प्रतिलेखन कारक है जो चोंड्रोसाइट्स में ईसीएम के जमाव के लिए जिम्मेदार है।⁶⁸ विवो में Sox9 का फ़ाइब्रोब्लास्ट-विशिष्ट विलोपन मायोकार्डियल रोधगलन के बाद पुराने चरण में हृदय की सूजन और फाइब्रोसिस को कम करता है, जिससे बाएं वेंट्रिकुलर शिथिलता और मायोकार्डियल स्कारिंग में सुधार होता है। कार्डियक स्कार टिश्यू के RNAseq ने खुलासा किया कि फाइब्रोब्लास्ट्स में Sox9 विलोपन प्रो-इंफ्लेमेटरी जीन, जैसे कि IL -6, साथ ही साथ कोलेजन जीन को डाउन-रेगुलेट करता है। स्तनधारी चोंड्रोसाइट्स पर चिपसेक ने खुलासा किया कि इनमें से कुछ प्रिनफ्लेमेटरी जीन सीधे Sox9 द्वारा बढ़ाने वाले घाव पर बंधे होते हैं। 69 को एक साथ लिया जाता है, हालांकि SOX9 अपग्रेड के लिए अपस्ट्रीम संकेतों की और जांच की जानी चाहिए, इन निष्कर्षों से पता चलता है कि कार्डियक फाइब्रोब्लास्ट में Sox9 फाइब्रोसिस और सूजन दोनों को नियंत्रित करता है। रोधगलन, और एक उपन्यास चिकित्सीय लक्ष्य के रूप में माना जा सकता है।

रुमेटीइड गठिया (आरए) में फाइब्रोब्लास्ट उप-जनसंख्या के प्रिनफ्लेमेटरी फेनोटाइप की भी गहन जांच की गई है। क्रॉफ्ट एट अल ने हल करने और लगातार गठिया के माउस मॉडल की जांच की और पता चला कि फाइब्रोब्लास्ट सक्रियण प्रोटीन-ए (एफएपीए) -पॉजिटिव फाइब्रोब्लास्ट सूजन वाले जोड़ में जमा हो जाते हैं। एफएपीए प्लस फाइब्रोब्लास्ट का विलोपन स्थानीय सूजन और संयुक्त विकृति को दर्शाता है, जो उनके रोग संबंधी कार्यों का सुझाव देता है। दिलचस्प बात यह है कि FAPa प्लस फ़ाइब्रोब्लास्ट को scRNAseq द्वारा दो अलग-अलग उप-योगों में विभाजित किया गया है: FAPa प्लस THY1 प्लस फ़ाइब्रोब्लास्ट और FAPa प्लस THY 1- फ़ाइब्रोब्लास्ट। FAPa प्लस THY1 प्लस फ़ाइब्रोब्लास्ट श्लेष सबलाइनिंग परत में स्थानीयकृत होते हैं जबकि FAPa प्लस THY 1- फ़ाइब्रोब्लास्ट श्लेष अस्तर परत में रहते हैं। उनके स्थानिक अंतर के अलावा, ये फ़ाइब्रोब्लास्ट कार्यात्मक रूप से भिन्न होते हैं; संयुक्त में FAPa प्लस THY1 प्लस फ़ाइब्रोब्लास्ट का दत्तक हस्तांतरण बढ़े हुए ल्यूकोसाइट घुसपैठ के साथ गंभीर स्थानीय सूजन को प्रेरित करता है जबकि FAPa प्लस THY 1- फ़ाइब्रोब्लास्ट के स्थानांतरण से ऑस्टियोक्लास्ट गतिविधि में वृद्धि होती है और सूजन को बढ़ाए बिना संयुक्त विकृति होती है। ये कार्यात्मक रूप से भिन्न फ़ाइब्रोब्लास्ट आरए के साथ मानव जोड़ों में भी देखे जाते हैं। दरअसल, FAPa प्लस THY1 प्लस फाइब्रोब्लास्ट आरए रोगियों के जोड़ों में ऑस्टियोआर्थराइटिस (OA) रोगियों की तुलना में अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं, 70 उनके भड़काऊ हस्ताक्षर का उदाहरण देते हैं। एक अन्य अध्ययन ने थोक RNAseq और scRNA-seq द्वारा मानव श्लेष ऊतकों की जांच की और अलग सतह प्रोटीन अभिव्यक्ति के साथ तीन प्रमुख फाइब्रोब्लास्ट उपसमुच्चय की पहचान की।⁷¹ उनमें से, Pdpn प्लस THY1 प्लस CD34− फ़ाइब्रोब्लास्ट सूजन वाले सिनोवियम के पेरिवास्कुलर ज़ोन में विस्तारित होते हैं और आरए में श्लेष सूजन की गंभीरता के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध होते हैं। Pdpn प्लस THY1 प्लस CD34− फ़ाइब्रोब्लास्ट इन विट्रो में उच्च प्रवासी और प्रोलिफ़ेरेटिव प्रोफाइल प्रदर्शित करते हैं। दिलचस्प बात यह है कि इनमें से अधिकांश Pdpn प्लस THY1 प्लस CD 34- फ़ाइब्रोब्लास्ट कैडरिन व्यक्त करते हैं -11, जो murine श्लेष फ़ाइब्रोब्लास्ट की रोग संबंधी विशेषताओं को रेखांकित करता है। RA में प्रिनफ्लेमेटरी फ़ाइब्रोब्लास्ट को विनियमित करने के लिए अंतर्निहित तंत्र की भी जांच की गई है। वेई एट अल ने खुलासा किया कि Notch3 सिग्नलिंग THY1 प्लस सब्लिमिंग फ़ाइब्रोब्लास्ट के भेदभाव को नियंत्रित करता है जो RA.73 के श्लेष सूजन को कम करता है। Notch3 सिग्नलिंग की आनुवंशिक कमी या औषधीय नाकाबंदी RA के माउस मॉडल में संयुक्त सूजन और हड्डी के क्षरण को दर्शाता है। कुल मिलाकर, इन निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि विशेष रूप से भड़काऊ फाइब्रोब्लास्ट को लक्षित करना आरए में एक आशाजनक चिकित्सीय रणनीति हो सकती है।

फाइब्रोब्लास्ट जन्मजात प्रतिरक्षा कोशिकाओं के रूप में भी कार्य करते हैं। Pericytes/fibroblasts कई पैटर्न मान्यता रिसेप्टर्स को व्यक्त करते हैं, जैसे कि टोल-जैसे रिसेप्टर्स (TLR), और स्थानीय भड़काऊ कैस्केड को बढ़ावा देते हैं। लीफ एट अल ने खुलासा किया कि वृक्क पेरिसाइट्स क्षतिग्रस्त कोशिकाओं से टीएलआर-और माईडी88-आश्रित तरीके से जारी क्षति-संबंधी आणविक पैटर्न (डीएएमपी) को महसूस करते हैं। 74 क्लासिक प्रतिरक्षा कोशिकाओं की तरह ही, पेरिसाइट्स एनएलआरपी3 इन्फ्लामेसोम को सक्रिय करते हैं, जो आईएल-1 और आईएल-18 स्राव की ओर जाता है। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि पेरीसाइट्स / फ़ाइब्रोब्लास्ट का अंतरालीय स्थानीयकरण उन्हें स्थानीय सूजन के प्रसारक के रूप में प्रारंभिक चोट और कार्य को तुरंत समझने में सक्षम बनाता है। स्थानीय सूजन को फैलाने के लिए एक अन्य तंत्र के रूप में, इंट्राविटल सूक्ष्म अवलोकन से पता चला है कि पेरिसाइट्स सूजन के दौरान अपनी आकृति विज्ञान को बदलते हैं और आसन्न पेरिसाइट्स के बीच अंतराल बनाते हैं, जो न्युट्रोफिल स्थानांतरण और रेंगने की सुविधा प्रदान करता है।⁷⁵

फाइब्रोब्लास्ट वृद्ध घायल गुर्दे में टीएलटी के गठन में भी योगदान करते हैं। 4,76 सीएक्ससीएल13 और सीसीएल19 जैसे होमियोस्टैटिक केमोकाइन को स्रावित करके, टीएलटी के भीतर रहने वाले फाइब्रोब्लास्ट 202 भर्ती करते हैं। एआरएआई एट अल। लिम्फोसाइट्स और टीएलटी के लिए एक कार्यात्मक पाड़ प्रदान करते हैं, जैसा कि निम्नलिखित अनुभाग में चर्चा की गई है।

4.2|ट्यूमर की प्रगति का विनियमन

ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट (टीएमई) में, कैंसर से जुड़े फाइब्रोब्लास्ट (सीएएफ) में टीएमई के स्ट्रोमा में सबसे बड़ा सेलुलर घटक होता है और कैंसर रोगजनन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।⁷⁷ सीएएफ कई तंत्रों के माध्यम से कैंसर की प्रगति को बढ़ावा देते हैं, जैसे कि ईसीएम रीमॉडेलिंग, और विकास कारकों और प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन्स का स्राव। सीएएफ प्रतिरक्षा कोशिकाओं की भर्ती को भी नियंत्रित करते हैं और ट्यूमर-विरोधी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को दबाते हैं।^77,78सीएएफ अपने रहने वाले अंगों के आधार पर उच्च कार्यात्मक और क्षेत्रीय विविधता प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, अग्नाशयी डक्टल एडेनोकार्सिनोमा (पीडीएसी) में, सीएएफ के दो अलग-अलग उपप्रकारों की पहचान की जाती है: सीएएफ का एक उपसमुच्चय एसएमए की उन्नत अभिव्यक्ति के साथ ट्यूमर कोशिकाओं के निकट रहता है जबकि दूसरा उपसमुच्चय ट्यूमर कोशिकाओं से दूर स्थित होता है और भड़काऊ साइटोकिन्स को गुप्त करता है, जैसे कि आईएल-6.⁷⁹स्तन कैंसर में, सीएएफ को उनकी उत्पत्ति के अनुसार तीन उप-जनसंख्या में वर्गीकृत किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में स्वतंत्र रोगनिरोधी क्षमताएं होती हैं। 80 दिलचस्प बात यह है कि अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि सीएएफ के इन विषम उप-जनसंख्या को दो कार्यात्मक रूप से अलग उपप्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: कैंसर को बढ़ावा देने वाले सीएएफ (पीसीएएफ) ) और कैंसर-निरोधक सीएएफ (आरसीएएफ)। 77,81 आरसीएएफ के अस्तित्व को इस अवलोकन द्वारा सुझाया गया है कि सीएएफ के प्रसार का आनुवंशिक कमी या कार्यात्मक हस्तक्षेप बाधित नहीं करता है, बल्कि कैंसर की प्रगति को बढ़ावा देता है।^82-84हालांकि आरसीएएफ के लिए विशिष्ट मार्कर अभी तक निर्धारित नहीं किया गया है, हाल के एक अध्ययन से पता चला है कि पीडीएसी में आरसीएएफ को मिफ्लिन की अभिव्यक्ति की विशेषता है,⁸⁵जिसे पहली बार ग्लाइकोसिलफॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-एंकरयुक्त प्रोटीन के रूप में पहचाना गया था, विशेष रूप से मेसेनकाइमल स्ट्रोमल/स्टेम कोशिकाओं को चिह्नित करता है।86 पीडीएसी के रोगियों में, मेफ्लिन प्लस सीएएफ की घुसपैठ सकारात्मक परिणामों के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध है। एक चमड़े के नीचे के ज़ेनोग्राफ़्ट माउस मॉडल के विश्लेषण में, ट्यूमर स्ट्रोमल कोशिकाओं में लेंटवायरस-प्रेरित मेफ्लिन स्थानांतरण ने ट्यूमर के विकास और एसएमए प्लस सीएएफ घुसपैठ को देखा। मिफ्लिन नॉकआउट चूहों के ट्यूमर के स्ट्रोमा स्ट्राइटर और व्यापक कोलेजन संरचनाओं को प्रदर्शित करते हैं, और मानव पीडीएसी में मिफ्लिन अभिव्यक्ति का स्तर परिवर्तित कोलेजन संरचनाओं से जुड़ा होता है। यह देखते हुए कि कैंसर की प्रगति मैट्रिक्स रीमॉडेलिंग के साथ निकटता से जुड़ी हुई है, इन निष्कर्षों से पता चलता है कि मेफ्लिन प्लस सीएएफ कोलेजन रीमॉडेलिंग को रोककर ट्यूमर की प्रगति को दबाते हैं। यद्यपि मेफ्लिन प्लस सीएएफ विकास के अंतर्निहित तंत्र पर आगे के अध्ययन की आवश्यकता है, आरसीएएफ का विनियमन कैंसर विरोधी चिकित्सा में एक उपन्यास चिकित्सीय रणनीति हो सकती है।

4.3|पुनर्योजी कार्य

यद्यपि फ़ाइब्रोब्लास्ट के हानिकारक प्रभावों ने अनुसंधान रुचि को आकर्षित किया है जैसा कि पिछले अनुभाग में वर्णित है, फ़ाइब्रोब्लास्ट चोट से ऊतक पुनर्जनन को भी बढ़ावा देते हैं। वास्तव में, फाइब्रोब्लास्ट फ़ंक्शन को बाधित करने से जरूरी नहीं कि बेहतर परिणाम मिले। उदाहरण के लिए, हृदय में पोस्टन प्लस मायोफिब्रोब्लास्ट का विलोपन उचित निशान गठन में बाधा डालता है, जिससे वेंट्रिकुलर टूटना और उच्च मृत्यु दर हो जाती है।³²

हाल के अध्ययनों से पता चला है कि, ऊतक की चोट और मरम्मत में, फ़ाइब्रोब्लास्ट का एक विशिष्ट उप-समूह कई तंत्रों में पुनर्योजी प्रभाव डालता है। त्वचा में, फ़ाइब्रोब्लास्ट को स्थानीयकरण द्वारा दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: ऊपरी डर्मिस में पैपिलरी फ़ाइब्रोब्लास्ट और निचले डर्मिस में जालीदार फ़ाइब्रोब्लास्ट। 88 चोट के बाद, पैपिलरी फ़ाइब्रोब्लास्ट प्रवास से पहले घाव में जालीदार फ़ाइब्रोब्लास्ट भर्ती होते हैं और निशान गठन के लिए जिम्मेदार कोलेजन को उत्सर्जित करते हैं। . इसके विपरीत, पैपिलरी फ़ाइब्रोब्लास्ट, जो चोट के बाद के समय बिंदु पर भर्ती होते हैं, बाल कूप पुनर्जनन में योगदान करते हैं। इन निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि स्थानिक और कार्यात्मक रूप से अलग-अलग फ़ाइब्रोब्लास्ट उपप्रकार एक समन्वित तरीके से त्वचा के घाव के पुनर्जनन में योगदान करते हैं। हाल के एक scRNAseq विश्लेषण से यह भी पता चला है कि त्वचा के घावों में फ़ाइब्रोब्लास्ट उच्च विविधता प्रदर्शित करते हैं, और इसे बारह उप-समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है। 89 स्यूडोटाइम और आरएनए वेग विश्लेषण ने प्रदर्शित किया कि इनमें से कुछ क्लस्टर सिकुड़ा हुआ फेनोटाइप की ओर विभेदक अवस्थाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जबकि अन्य पुनर्योजी फेनोटाइप प्राप्त करते हैं। दिलचस्प बात यह है कि चोट से ऊतक की मरम्मत में विशेष त्वचा फाइब्रोब्लास्ट के एक अद्वितीय उप-समूह की पहचान की गई है। त्वचा की चोट के बाद, प्रावरणी में रहने वाले फाइब्रोब्लास्ट, जो त्वचा और नीचे की कठोर संरचना को अलग करने वाली एक जिलेटिनस झिल्लीदार संरचना है, त्वचा की सतह पर चढ़ते हैं। 90 गहरी चोटों के जवाब में, प्रावरणी फाइब्रोब्लास्ट घाव और रूप में अपने आसपास के समग्र मैट्रिक्स को चलाते हैं। एक अस्थायी मैट्रिक्स। इनमें से अधिकांश "प्रावरणी फाइब्रोब्लास्ट" को उत्कीर्ण 1 (En1) द्वारा लेबल किया गया है, जिसे पहली बार चूहों की पृष्ठीय त्वचा में फाइब्रोजेनिक वंश कोशिकाओं के मार्कर के रूप में पहचाना गया था।⁹¹ घाव में प्रावरणी फाइब्रोब्लास्ट की बहुतायत निशान की गहराई के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध है। वास्तव में, प्रावरणी फाइब्रोब्लास्ट की आनुवंशिक कमी मैट्रिक्स स्टीयरिंग को घाव में रोकती है और दोषपूर्ण निशान की ओर ले जाती है। त्वचा के नीचे एक अभेद्य फिल्म का आरोपण प्रावरणी फाइब्रोब्लास्ट प्रवास को रोकता है और परिणामस्वरूप एक खुला निशान होता है। एक अन्य अद्वितीय फ़ाइब्रोब्लास्ट उपसमुच्चय, एडिपोसाइट अग्रदूत कोशिकाओं (APS) का योगदान भी बताया गया है; APs CD301b प्लस मैक्रोफेज के साथ इंटरैक्ट करते हैं और चोट के बाद त्वचा के उत्थान में योगदान करते हैं।⁹² कुल मिलाकर, इन निष्कर्षों से पता चलता है कि विशेष कार्यों के साथ फ़ाइब्रोब्लास्ट के विषम उप-योग चोट के बाद त्वचा के उत्थान में योगदान करते हैं।

ये "पुनर्योजी फ़ाइब्रोब्लास्ट" भी पाए जाते हैंगुर्दा. अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक अवलोकन से पता चला है कि मायोफिब्रोब्लास्ट घायल नलिकाओं के आसपास प्रवास करते हैं और गुर्दे की चोट के मॉडल में संरचनात्मक रूप से उनका समर्थन करते हैं, यह सुझाव देते हुए कि मायोफिब्रोब्लास्ट ट्यूबलर सेल पुनर्जनन की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। 93 P0-Cre: DTR चूहों का उपयोग करके, जिसमें डिप्थीरिया टॉक्सिन (DT) प्रशासन गुर्दे में P0-Cre वंश-लेबल निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट, हमने खुलासा किया कि चोट के शुरुआती चरण में फ़ाइब्रोब्लास्ट की कमी ट्यूबलर पुनर्जनन को क्षीण करती है और गुर्दे की चोट को बढ़ा देती है।⁹⁴ दिलचस्प बात यह है कि चोट के जवाब में, फाइब्रोब्लास्ट रेटिनोइक एसिड संश्लेषण के दर-सीमित एंजाइम, रेटिनाल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज 2 (आरएएलडीएच 2) की अभिव्यक्ति को बढ़ाते हैं। रेटिनोइक एसिड रिसेप्टर (आरएआर) समीपस्थ ट्यूबलर कोशिकाओं पर व्यक्त किया जाता है, और बी-क्रिस्टलीय, आरएआर लक्ष्य जीन का उत्पाद, विशेष रूप से घायल समीपस्थ ट्यूबलर कोशिकाओं में अपग्रेड किया जाता है। आरएआर का एक उलटा एगोनिस्ट इन विट्रो में ट्यूबलर सेल प्रसार को दर्शाता है। यह देखते हुए कि भ्रूण में स्ट्रोमल मेसेनकाइम द्वारा स्रावित रेटिनोइक एसिडगुर्देमूत्रवाहिनी कली के विकास के लिए आवश्यक है,^95,96इन निष्कर्षों से पता चलता है कि RALDH2 प्लस मायोफिब्रोब्लास्ट चोट के शुरुआती चरण में रेटिनोइक एसिड सिग्नलिंग के माध्यम से घायल समीपस्थ नलिकाओं के पुनर्जनन में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं।