Osa 1 Fibroblastien heterogeenisyys ja tertiääriset lymfoidikudokset munuaisissa

Ota yhteyttä: ali.ma@wecistanche.com

Abstrakti

Fibroblastit asuvat eri elimissä ja tukevat kudosrakennetta ja homeostaasia fysiologisissa olosuhteissa. Fibroblastien fenotyyppiset muutokset ovat taustalla erilaisten patologisten tilojen kehittymiselle, mukaan lukien elinten fibroosi. Viimeaikaiset edistysaskeleet yksisolubiologiassa ovat paljastaneet, että fibroblastit käsittävät heterogeenisiä alapopulaatioita, joilla on erilliset fenotyypit ja joilla on sekä hyödyllisiä että haitallisia vaikutuksia isäntäelimiin kontekstista riippuvaisella tavalla. Vuonnamunuainen, paikallisten fibroblastien fenotyyppiset muutokset aiheuttavat yleisiä patologisia tilojakrooninen munuaissairaus(CKD), kuten munuaisten anemia ja peritubulaarinen kapillaarien menetys. Lisäksi vanhoilla loukkaantuneillamunuaiset, fibroblastit tarjoavat toiminnallisia ja rakenteellisia tukia tertiäärisille imukudoksille (TLT), jotka toimivat hankittujen immuunireaktioiden ektooppisena paikkana erilaisissa kliinisissä yhteyksissä. TLT:t liittyvät läheisesti ikääntymiseen ja CKD:n etenemiseen, ja TLT:iden kehitysvaiheet kuvastavat munuaisvaurion vakavuutta. Tässä katsauksessa kuvaamme nykyistä ymmärrystä fibroblastien heterogeenisyydestä sekä fysiologisissa että patologisissa olosuhteissa, painottaen erityisesti fibroblastien osuutta TLT:n muodostumiseenmunuainen. Fibroblastien heterogeenisten ominaisuuksien leikkaaminen tarjoaa lupaavan terapeuttisen vaihtoehdon fibroblasteihin liittyviin patologisiin tiloihin, mukaan lukien TLT:n muodostuminen.

AVAINSANATkrooninenmunuainensairaus, fibroblasti, fibroosi, myofibroblasti, tertiäärinen imukudos

Napsautacistanche tubulosa -annos munuaissairauksiin

1|JOHDANTO

Aiemmin solujen tunnistaminen kudoksessa perustui morfologiseen ulkonäköön huolellisessa mikroskooppisessa tarkkailussa. Molekyylibiologian kehitys johti kullekin solutyypille spesifisten molekyylimarkkerien löytämiseen, joita voidaan käyttää soluluokitukseen, ja tämä vaikutti merkittävästi erilaisten biologisten mekanismien tutkimiseen. Viimeaikaiset edistysaskeleet yksisoluisessa multiomiikka-analyysissä ovat paljastaneet solupopulaatioiden heterogeeniset piirteet ennennäkemättömällä resoluutiolla ja dramaattisesti rekonstruoivat ymmärrystämme biologisista ilmiöistä. Jokainen soluluokka käsittää erilaisia ​​alapopulaatioita, joilla on erilliset toiminnot, jotka luonnehtivat kudosspesifistä mikroympäristöä sekä fysiologisissa että patologisissa yhteyksissä. Fibroblastien tutkimuskenttä ei ole poikkeus, ja on kertynyt valtavasti todisteita, jotka viittaavat niiden heterogeenisiin ominaisuuksiin.

Fibroblastit ovat karan muotoisia soluja, jotka sijaitsevat eri elinten välitiloissa, joissa ne syntetisoivat useita rakenteellisia proteiineja, kuten kollageeneja ja fibronektiinejä, organisoidakseen solunulkoisen matriisin (ECM) ja ylläpitääkseen elinten homeostaasia.1 Elinten välisten yhteisten toimintojensa lisäksi , fibroblastit näyttelevät elinspesifisiä rooleja yhdessä muiden solujen kanssa. Esimerkiksi fibroblastien alapopulaatio alueellamunuainentuottaa erytropoietiinia (EPO), joka on pääasiallinen erytropoieesin säätelijä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat paljastaneet, että fibroblastit eri elimissä osoittavat suurta toiminnallista heterogeenisyyttä. Patologisissa olosuhteissa tapahtuu dramaattisia fibroblastien fenotyyppisiä muutoksia, jotka edistävät merkittävästi elinten toimintahäiriöiden kehittymistä. Fibroblastit transdifferentioituvat myofibroblasteiksi ja edistävät elinten fibroosin etenemistä, mikä on ilmentymä vamman jälkeisestä epämukavasta korjaamisesta.2 Munuaisissa fibroblasteilla on ratkaiseva rooli kudosten kehittymisessä ja etenemisessä.krooninen munuaissairaus(CKD), jolla on korkea sairastuvuus ja kuolleisuus maailmanlaajuisesti jopa nykyaikana.3 Fibroblastit aiheuttavat useita CKD:hen liittyviä patologisia tiloja, kuten munuaisfibroosia ja munuaisanemiaa kroonisen taudin etiologiasta riippumatta. Lisäksi fibroblasteilla on myös monitahoisia rooleja kontekstista riippuvaisella tavalla. Esimerkiksi ikääntyneissä vaurioituneissa munuaisissa fibroblasteilla on ratkaiseva rooli tertiaarisen lymfoidikudoksen (TLT) muodostumisessa. Se on kroonisen tulehduksen laukaisema indusoituva kohdunulkoinen lymfoidikudos.4 Fibroblastien yksilöllisten ominaisuuksien selventäminen selventää fibroblasteihin liittyvien taustamekanismeja. patologisia tiloja ja helpottaa tehokkaiden hoitomuotojen kehittämistä.

Tässä katsauksessa kuvaamme ensin fibroblastien heterogeenisyyttä sen alkuperän ja toiminnan suhteen fysiologisissa olosuhteissa. Myöhemmin keskustelemme fibroblastien toiminnallisesta heterogeenisyydestä erilaisissa patologisissa tiloissa, mukaan lukien elinten fibroosissa, ja niiden vuorovaikutuksista muiden solutyyppien ja ympäröivän mikroympäristön kanssa. Erityistä huomiota kiinnitetään alueella oleviin fibroblasteihinmunuainenja niiden vaikutus CKD:n etenemiseen. Lopuksi käsitellään fibroblastien vaikutusta TLT:n muodostumiseen ja sen kliinistä merkitystä.

2|FIBROBLASTIJEN OMINAISUUDET

2.1|Fibroblastien ominaisuudet ja toiminnot fysiologisissa olosuhteissa

Fibroblastit tunnistetaan yleensä niiden morfologian, lokalisoinnin ja edustavien merkkien ilmentymien perusteella, kuten PDGFR ja CD73.1 Nämä markkerit eivät kuitenkaan ole täysin spesifisiä fibroblasteille, joten muiden solulinjojen markkereiden puuttuminen (esim. CD45 hematopoieettisille soluille) ) käytetään usein fibroblastien tunnistamiseen. Fysiologisissa olosuhteissa fibroblastit edistävät normaalin kudosrakenteen ylläpitämistä tukemalla ECM-kiertoa. Näiden toimintojen lisäksi paikallisilla fibroblasteilla on myös kudosspesifisiä rooleja. Esimerkiksi sydämessä, jossa fibroblastit muodostavat suurimman solupopulaation, fibroblastit havaitsevat mekaanisen venymisen ja ovat vuorovaikutuksessa myosyyttien kanssa aukon liitoksen kautta, mikä mahdollistaa asianmukaisen sähkönjohtavuuden ja ylläpitää normaalia sydämen toimintaa.⁵Lisäksi fibroblastien ehtyminen luuytimessä ja luustolihaksissa johtaa anemiaan ja kakeksiaan,6 mikä viittaa niiden merkitykseen normaalissa kudosten homeostaasissa eri elimissä.

Themunuainenon ainutlaatuinen elin, jossa useat solutyypit sijaitsevat lähellä toisiaan ja toimivat harmonisesti hoitaen munuaiskohtaisia ​​tehtäviä, kuten kuona-aineiden poisto ja kehon nestetasapainon ylläpitäminen. Fibroblastit tarjoavat rakenteellisia tukia nefroneille, munuaisen toiminnalliselle perusyksikölle, ja niillä on suora vuorovaikutus muiden munuaisten solujen, kuten proksimaalisten tubulussolujen, kanssa.7 Munuaisissa sijaitsevien fibroblastien erityistoimintona tietyt fibroblastien alapopulaatiot syvässä aivokuoressa ja ulompi ydin tuottaa EPO:ta vasteena hypoksialle, mikä stimuloi erytropoieesia luuytimessä.8 EPO:ta tuottavilla soluilla on hermosolujen kaltainen dendriittimorfologia ja ne ilmentävät hermosolumarkkereita, kuten mikrotubuluksiin liittyvää proteiinia 2 (MAP2) ja neurofilamenttivalopolypeptidiä (NFL) .8 Mielenkiintoista on, että vakavasti aneemisissa olosuhteissa lähes kaikki asuvat fibroblastit, mukaan lukien ulomman aivokuoren fibroblastit, tuottavat EPO:ta, mikä viittaa fibroblastien toiminnan suureen plastisuuteen.9 EPO:ta tuottavien solujen sijainti on jyrkässä ristiriidassa muiden hematopoieettisten kasvutekijöiden kanssa. , kuten granulosyyttipesäkkeitä stimuloivat tekijät, jotka syntetisoituvat kohdesolujensa läheisyydessä ja hauskaa toimia parakriinisella tavalla. Eräs selitys tälle erolle on se, että munuaisten fysiologinen happipitoisuus on alhaisempi kuin muissa elimissä ja munuaisten verenvirtauksen osuus sydämen minuuttitilavuudesta on noin 20 prosenttia, mikä tekee munuaisesta ihanteellisen biologisen anturin hypoksialle.10 Munuaiset voivat myös välittömästi havaita nestetilan juxtamedullaarisella alueella ja säädellä solunulkoista tilavuutta säätämällä natriumin takaisinabsorption määrää. Yhdessä EPO-tuotannon kanssa munuaiset voivat asettaa plasmatilavuuden ja punasolumassan suotuisalle tasolle, toimien "kriteerinä".^11,12Lisäksi munuaisytimen fibroblastit ilmentävät COX1:tä ja COX2:ta, jotka ovat prostaglandiinien (PG) synteesin avainentsyymejä.¹³ Fysiologisissa olosuhteissa PG:llä on useita tehtäviämunuainen, kuten munuaisten verenkierron ja reniinin vapautumisen säätely. Kaiken kaikkiaan munuaisissa asuvat fibroblastit edistävät munuaisten homeostaasin ylläpitämistä useilla mekanismeilla.

2.2|Fibroblastien alkuperä

Fibroblastien kehityksen alkuperä on heterogeeninen. Vuonnamunuainen, paljasimme aiemmin, että munuaiskuoressa ja uloimmassa ydinytimessä asuvat fibroblastit ovat peräisin myeliinin nollaproteiinista (P0)-Cre-linjalla leimatuista munuaisten ulkopuolisista soluista.¹⁴ Alkionvaiheessa P0 ilmentyy hermosoluissa.¹⁵ P0-Cre-linjalla leimatut solut siirtyvät hermonharjasta alkioonmunuainenalkiopäivänä 13.5 ja ne sijaitsevat yhdessä munuaisen ulkokapselin ja virtsanjohtimen kanssa. Aikuisessamunuainen, P0-Cre-linjalla leimattuja soluja havaitaan munuaisten interstitiumissa, ja ne ilmentävät fibroblastimarkkereita, kuten PDGFR ja CD73. Mielenkiintoista on, että suurin osa EPO:ta tuottavista fibroblasteista on myös P0-Cre:n linjaleimattuja, mikä on yhdenmukainen niiden yllä kuvattujen hermosolujen kaltaisten fenotyyppien ominaisuuksien kanssa.⁸ Näitä tuloksia tukee myös havainto, että primitiivisen erytropoieesin EPO:n päälähde ovat hermo- ja hermosolut.¹⁶

Sitä vastoin munuaisen sisäytimessä asuvat fibroblastit on linjalla Wnt4-Cre,¹⁷ joka on esimerkki fibroblastien alkuperän alueellisesta heterogeenisyydestämunuainen. Munuaisten kehityksessä Wnt4:n ilmentymistä havaitaan kokoavissa nefroneissa ja ydinstroomassa.18,19 Wnt4 säätelee medullaaristen stroomasolujen erilaistumista sileiksi lihassoluiksi,²⁰ sekä mesenkymaalista epiteeliin siirtyminen ja tubulogeneesi.19 Wnt4:n ehtyminen todellakin heikentää -smooth lihas aktiinin (SMA) ilmentymistä medullaarisissa stroomasoluissa.²⁰

Yhdessä fibroblastien erilaisen alkuperän kanssa munuaiskuoressa ja ydinytimessä on myös raportoitu useita fenotyyppisiä eroja aivokuoren ja medullaaristen fibroblastien välillä. Esimerkiksi vaikka aivokuoren fibroblastit ekspressoivat ekto-5'-nukleotidaasia (5'NT), useimmat ydinfibroblastit eivät.²¹ Ultrarakenneanalyysissä aivokuoren fibroblastilla on taipumus olla dendriittirakenne, joka on vuorovaikutuksessa viereisten solujen kanssa, kun taas ydinfibroblastit sisältävät lipidipisaroita.7,22 Mielenkiintoista on, että näitä lipidipisaroita esiintyy myös aneemisen rotan aivokuoren fibroblasteissa.munuaiset.²¹ Tulevaisuuden tutkimusta tarvitaan sen selvittämiseksi, liittyvätkö nämä fenotyyppiset erot toiminnallisiin eroihin aivokuoren ja medullaaristen fibroblastien välillä.

2.3|Perisyytit ja fibroblastit

Perisyytit ovat seinämäisiä soluja, jotka ympäröivät verisuonten endoteelisoluja ja säätelevät mikroverenkiertoa. Perinteisesti perisyytit määritellään pääasiassa niiden anatomisen sijainnin, morfologian ja tyypillisen markkerin ilmentymisen perusteella.²³ Perisyyteillä on yhteisiä ominaisuuksia paikallisten fibroblastien kanssa, kuten niiden mesenkymaalinen alkuperä ja morfologia. Perisyytit ilmentävät samoja solumarkkereita kuin pysyvät fibroblastit, kuten PDGFR. Vaikka perisyyttien, kuten NG-2, tunnistamiseen on käytetty useita markkereita, ne eivät ole ehdottoman spesifisiä perisyyteille, eikä ole olemassa mitään selvää merkkiä, joka erottaisi perisyyttejä täysin fibroblasteista. Munuaisten perisyyttien jäljitystehokkuus NG-2:n avulla on todellakin suhteellisen alhainen.24 Vaikka erot anatomisessa sijainnissa fysiologisissa olosuhteissa auttavat osittain perisyyttien erilaistumista paikallisista fibroblasteista, jotkin paikalliset fibroblastit sijaitsevat myös perivaskulaarisella alueella. ("perivaskulaariset fibroblastit"), joten perisyyttien ja fibroblastien erottaminen anatomisen sijainnin perusteella ei ole riittävää.

Kuten fibroblastit, perisyyttien alkuperä on heterogeeninen. Keskushermoston ja kateenkorvan perisyytit ovat peräisin ektodermista peräisin olevasta hermoston harjasta, kun taas sydämen ja keuhkojen perisyytit ovat peräisin mesoteelistä.²³ Munuaisissa perisyytit ovat peräisin FoxD{0}}-positiivisista aivokuoren mesenkymaalisista progenitoreista.²⁵ FoxD1 plus -solut ovat alun perin peräisin Osr1--positiivisista nefrogeenisistä välimesodermin esisoluista alkiovaiheessa.^26,27FoxD1 plus -solut toimivat mesenkymaalisina progenitoreina ja erilaistuvat useiksi solutyypeiksi, kuten perisyyteiksi, fibroblasteiksi, verisuonten sileiksi lihassoluiksi ja mesangiaalisoluiksi.²⁷ Mielenkiintoista on, että FoxD1-Cre-linjalla leimatut stroomasolupopulaatiot menevät suurelta osin päällekkäin P0-Cre-linjalla leimattujen solujen kanssa, paitsi sisäytimessä.^14,25,27Tämän vahvistaa havainto, että alkiovaiheessa liikkuvat hermosolut ilmentävät FoxD1:tä,²⁸ja P0-Cre-linjalla leimattuja soluja, jotka tulevat alkioonmunuainenilmaisee tilapäisesti FoxD1:tä.¹⁴ FoxD1-Cre merkitsee johdonmukaisesti myös EPO:ta tuottavia soluja.²⁹ Siten "fibroblasteiksi" ja "perisyyteiksi" määriteltyjen solupopulaatioiden välillä on suuri päällekkäisyys, ja sellaisenaan perisyyteistä ja fibroblasteista on usein keskusteltu kokonaisuutena. Tässä katsauksessa käytämme termiä "fibroblastit/perisyytit" määrittelemään solupopulaation, joka sisältää sekä fibroblastit että perisyytit. FoxD1:n ja mesenkymaalisten progenitorien osuutta myofibroblastipooliin ja fibroosin kehitykseen käsitellään seuraavassa osiossa.

Vaikka perisyyttien erottaminen fibroblasteista on ollut vaikeaa, äskettäin tehty tutkimus, jossa suoritettiin fibroblastien ja seinämäsolujen (verisuonten sileiden lihassolujen ja perisyyttien) scRNAseq lihaselimissä, antaa meille mahdollisuuden ymmärtää niiden erot transkription tasoilla.³⁰ Muhl ym. suorittivat scRNAseq:n soluista, jotka olivat peräisin hiiren sydämestä, luustolihaksesta, paksusuolesta ja virtsarakosta. Vaikka jokaisella solutyypillä on elimestä riippuvaa transkription heterogeenisyyttä, tunnistettiin 90 geenialaryhmää, jotka ovat päällekkäisiä kaikissa neljässä elimessä ja joita voitaisiin käyttää erottelemaan perisyyttejä ja fibroblasteja. Vaikka yleisiin fibroblastimarkkereihin kuuluu monia ECM-geenejä (esim. Col1a1), CD34 ja PDGFR, seinämaalaussolumarkkereita ovat Mcam, Tagln ja Notch3. Vaikka mikään yksittäinen markkeri yksinään ei voi täysin määritellä kutakin solutyyppiä, näiden markkerien yhdistelmä erottaa tehokkaasti perisyyttejä fibroblasteista. Mielenkiintoista on, että perisyyteillä on elinspesifinen sijainti ja markkeriekspressio verrattuna fibroblasteihin. Esimerkiksi, vaikka paksusuolen perisyytit sijaitsevat subepiteelin kapillaarisilmukoiden kärjessä, jossa on voimakas PDGFR:n ja NG-2 ilmentyminen, virtsarakon perisyyteillä on taipumus ekspressoida SMA:ta sen sijaan. Perisyyttien erilaiset transkriptioprofiilit saattavat selittää perisyyttien toiminnalliset erot eri elinten välillä.

3|MYOFIBROBL A ST: ALKUPERÄ, TOIMINTA, HETEROGEENISUUS JA NIIHIN LIITTYVÄT PATOLOGISET TILAT

Fibroosi on elinten dyshomeostaasin viimeinen yleinen ilmentymä, ja se määritellään liialliseksi ECM-kertymäksi vääristyneillä kudosrakenteilla. Fibroosin kehittymistä säätelee monimutkainen tasapaino ECM-synteesin ja sen hajoamisen välillä.31 Kun fibroosi on kehittynyt, siihen liittyy huono ennuste useissa elimissä, mukaan lukienmunuainen, ja sitä pidetään luotettavana elinten toiminnan heikkenemisen ennustajana. Munuaisissa fibroosi kehittyy samanaikaisesti munuaisanemian ja peritubulaarisen hiussuonten menetyksen kanssa, jotka molemmat ovat kroonisen munuaistaudin tunnusmerkkejä. Fibroosin kehittyessä myofibroblastit ilmaantuvat de novo vaurion jälkeen, ja ne lisääntyvät aktiivisesti ja syntetisoivat ECM-komponentteja (kuva 1).

3.1|Myofibroblastien alkuperä

Viime vuosikymmenen aikana useita solulähteitä on ehdotettu ehdokkaiksi myofibroblastien progenitoreille. Tutkimukset ovat paljastaneet, että suurin osa myofibroblasteista on peräisin paikallisista fibroblasteista, sekämunuainenja muut elimet (esim. sydän).^14,32,33Vuonnamunuainen, P0-Cre-linjalla leimatut paikalliset fibroblastit muuttuvat myofibroblasteiksi vaurion jälkeen, jolloin EPO-tuotanto häviää.¹⁴ Jatkuvasti myofibroblastit loukkaantuivatmunuaisetovat myös FoxD1-Cre:n linjalla.²⁵ Nämä tulokset vahvistettiin myöhemmällä tutkimuksella, jossa käytettiin EPO-Cre-hiiriä yksipuolisen virtsanjohtimen tukkeumassa (UUO), joka on munuaisfibroosin tärkein in vivo -kokeellinen malli.⁹ Myofibroblasteissa NFkB- ja Smad-signalointi aktivoituvat, ja nämä ovat myofibroblastien fenotyyppisen siirtymän ja EPO-tuotannon vähenemisen taustalla. Mielenkiintoista on, että EPO-tuotanto myofibroblasteissa palautetaan antamalla hermostoa suojaavia aineita, kuten deksametasoni ja neurotrofiinit,¹⁴ tai peruutus UUO,⁹ on esimerkki myofibroblastien korkeasta toiminnallisesta plastisuudesta.

Toisin kuin aivokuoren myofibroblastit, medullaariset myofibroblastit ovat peräisin Wnt4:stä sekä sisäytimen fibroblasteista.¹⁷ Uusittu yksisoluinen transkriptioanalyysi tukee myös sitä mahdollisuutta, että aivokuoren ja ydin (myo)fibroblastien fenotyyppejä saattaa esiintyä. snRNAseq hiirellämunuainenvauriomallit paljastivat, että fibroblastialapopulaatiot on jaettu neljään ryhmään niiden kortikaalisen tai medullaarisen alkuperäpaikan mukaan.³⁴ Mielenkiintoista on, että aivokuoren fibroblastit ilmentävät ohimenevästi Acta2:ta ja Col1a1:tä vain IRI:n akuutissa vaiheessa, kun taas medullaariset fibroblastit osoittavat näiden myofibroblastimarkkerien jatkuvaa ilmentymistä jopa 6 viikkoa IRI:n jälkeen. Nämä fenotyyppiset erot aivokuoren myofibroblastien ja medullaaristen myofibroblastien välillä saattavat johtua fibroblastien erilaisesta alkuperästä, kuten edellä on kuvattu.

Äskettäin julkaistu kattava tutkimus tarjosi vakuuttavia todisteita siitä, että suurin osa myofibroblasteista on peräisin paikallisista fibroblasteista/perisyyteistä paitsi hiiren munuaisissa myös ihmisen munuaisissa. Kuppe et ai analysoivat ihmisen ja hiiren fibroottistamunuaisetscRNAseq:lla erittäin korkealla resoluutiolla.35 Useimmat myofibroblastit erottuvat fibroblasteista ja perisyyteistä, ja muut solutyypit, kuten erilaistumattomia proksimaalisia tubulussoluja, ovat vähäisiä. Tässä tutkimuksessa myofibroblastit määriteltiin eniten ECM-geenejä ilmentäviksi soluiksi SMA-ilmentymisen sijaan, ja paljastettiin, että myofibroblastit ovat tehokkaammin leimattuja periostiinilla (Postn). Mielenkiintoista on, että fibroblastin/perisyytin siirtymiselle myofibroblastiksi on ominaista solusyklin lopettamiseen liittyvien geenien, kuten aktivaattoriproteiinin -1 (AP1) varhainen ilmentyminen. AP1:n ilmentymistä seuraa integriinien ja TGF:n ilmentyminen, jotka molemmat ovat pääasiallisia munuaisfibroosin aiheuttajia. He myös tunnistivat Nkd2:n kypsien myofibroblastien selektiiviseksi markkeriksi. Nkd2:n ilmentyminen korreloi positiivisesti Postn- ja ECM-ilmentymisen kanssa, mutta negatiivisesti fibroblasteihin ja perisyytteihin liittyvien geenien kanssa. Nkd2:n kaatuminen päällemunuainenorganoidit tukahduttivat Col1a1-ekspression, mikä viittaa siihen, että Nkd2:lla saattaa olla rooli fibroosin kehittymisessä. Vaikka lisävalidointia tarvitaan in vivo, on mahdollista, että Nkd2 voi toimia terapeuttisena kohteena munuaisfibroosille.

Vaikka fibroblastien/perisyyttien osuus myofibroblastipoolissa on merkittävin, fibrosyyttien osuus on myös raportoitu. Fibrosyytit ovat luuytimestä peräisin olevia soluja, joissa on positiivisia hematopoieettisia markkereita, jotka tuottavat kollageenia ja ECM-komponentteja. Fibrosyytit kulkeutuvat sisäänmunuainenesierilaisina kollageenia tuottavina soluina ja edistävät fibroosin kehittymistä munuaisissa.³⁶ Varhaiset tutkimukset raportoivat ristiriitaisista tuloksista fibrosyyttien kokonaisosuudesta myofibroblasteissa,^24,37johtuu pääasiassa eroista siirtogeenisten toimittajien luotettavuudessa. Viimeaikaiset tutkimukset, joissa hyödynnettiin parabioosimalleja ja scRNAseqia, osoittivat, että useimmat myofibroblastit ovat peräisin fibroblasteista/perisyyteistä, mutta eivät hematopoieettisista linjaperäisistä soluista.³⁸ ihmisen scRNAseqmunuainenpaljasti myös samanlaisia ​​tuloksia,³⁵ mikä viittaa siihen, että fibrosyyttien osuus myofibroblastipoolissa on suhteellisen pieni verrattuna fibroblasteihin/perisyytteihin.

Edellisessä tutkimuksessa väitettiin, että epiteelisolut transdifferentioituvat myofibroblasteiksi epiteeli-mesenkymaalisen siirtymän (EMT) kautta.³⁹ perustuu pääasiassa epiteeli- ja mesenkymaalisten markkerien kolokalisaatioon. Yksityiskohtaiset solun kohtalon jäljitystutkimukset kyseenalaistivat kuitenkin EMT:n suuren vaikutuksen in vivo ja osoittivat, että EMT muodostaa vain pienen osan myofibroblastipoolista, jos sellaista on.^24,25,35Endoteeli-mesenkymaalinen muutos (EndoMT) on toinen biologinen prosessi, jossa endoteelisolut transdifferentioituvat myofibroblasteiksi. Vaikka jotkut tutkimukset ovat paljastaneet, että EndoMT edistää munuaisfibroosia,^40-42EndoMT:n osuus myofibroblastien kokonaispopulaatioissa näyttää olevan vähemmän merkittävä kuin fibroblastien/perisyyttien tai fibrosyyttien.^24,35

3.2|Myofibroblastien uudelleenmäärittely

Perinteisesti myofibroblastit on määritelty soluiksi, joilla on sekä fibroblastien että sileiden lihassolujen ominaisuuksia ja jotka ilmentävät supistuvaa proteiinia SMA.1 Useat tutkimukset ovat kuitenkin viittaaneet siihen, että fibroblastien lisäksi myös myofibroblastit osoittavat suurta heterogeenisyyttä ja SMA on epäjohdonmukainen myofibroblastien markkeri. . Kuten aiemmin on kuvattu, äskettäin suoritetussa fibroottisen scRNAseq-analyysissämunuaisetmyofibroblastit määriteltiin soluiksi, joilla oli eniten ECM-ilmentymistä, ja Postnia käytettiin myofibroblastien tunnistamiseen SMA:n sijasta.³⁵Sun et al käyttivät todellakin Col-EGF/SMA-RFP-kaksoisreportterihiiriä ja paljastivat, että vain pieni osa kollageenia tuottavista soluista ilmentää SMA:ta munuais- ja keuhkofibroosimalleissa.⁴³ Toinen tutkimus osoitti myös, että sileät lihassolut ja perisyytit ilmentävät korkeampia SMA-tasoja kuin my-fibroblastit, mikä tekee SMA:sta epäjohdonmukaisen myofibroblastien markkerin ainakin keuhkofibroosissa.⁴⁴ Mielenkiintoista on, että myofibroblastit on jaettu viiteen klusteriin scRNAseq:n avulla, ja pseudotime-analyysi viittaa siihen, että jokainen niistä edustaa eri vaiheita my-fibroblastien siirtymisessä fibroblasteista.35 Tarvitaan lisävalidointitutkimusta eri fibroblastien alatyyppien toiminnallisen heterogeenisyyden vahvistamiseksi.

3.3|(Myo)fibroblastien toiminnallinen heterogeenisyys

Patologisissa olosuhteissa fibroblastit hankkivat erilliset fenotyypit ja niillä on erilaisia ​​rooleja mikroympäristöstään ja kliinisestä kontekstistaan ​​riippuen. Keuhkoissa on raportoitu esiintyvien fibroblastien suurta toiminnallista heterogeenisyyttä, mikä edistää keuhkofibroosia erilaisten mekanismien kautta.{0}} Keuhkojen fibroblastien alapopulaatioita on eri anatomisissa paikoissa (alveolaariset, adventitiaaliset ja peribronkiaaliset fibroblastit). ja jokaisella niistä on erilaisia ​​transkriptioprofiileja scRNAseq.44:ssä. Niiden joukossa ainutlaatuinen fibroblastialapopulaatio, jolla on korkea ECM-tuotanto, tunnistettiin 1:n (Cthrc1) sisältävän kollageenin kolmoiskierretoiston ilmentymisellä. Cthrc1-positiiviset fibroblastit eroavat alveolaarisista fibroblasteista, ja niitä havaitaan pääasiassa fibroblastisissa pesäkkeissä, fibrogeneesin keskeisessä paikassa. Niillä on korkea migraatio- ja kolonisaatiokyky henkitorven sisäisen siirron jälkeen, mikä viittaa niiden patologisiin toimintoihin. Nämä tulokset osoittavat, että erilliset fibroblastialapopulaatiot sijaitsevat eri anatomisissa paikoissa keuhkoissa, ja Cthrc1 merkitsee haitallisia fibroblasteja, joilla on korkea ECM-ekspressio. Toinen tutkimus paljasti, että ikääntyneiden myofibroblastien fenotyyppiset muutokset keuhkoissa ovat taustalla ikääntyneiden yksilöiden heikentyneen keuhkofibroosin erottelukyvyn.47 Ikääntyneet myofibroblastit ilmentävät enemmän NADPH-oksidaasi 4:tä (Nox4), kun taas NFE{10}}-tekijä 2 (Nrf22) ), joka on antioksidatiivisen stressivasteen ensisijainen säätelijä, on alennettu. Redox-epätasapaino Nox4:n ja Nrf2:n välillä laukaisee anti-apoptoottisten ja vanhenevien fenotyyppien hankinnan ikääntyneissä fibroblasteissa, mikä edistää jatkuvaa fibroosia. Itse asiassa siRNA:n tai pienimolekyylisen inhibiittorin aiheuttama Nox4-aktiivisuuden in vivo esto palauttaa fibroosin erottelukyvyn iäkkäillä hiirillä, ja myofibroblastien vanhenevat ja apoptoosin vastaiset fenotyypit ovat vähentyneet.

Ainutlaatuinen fibroblastifenotyyppi on raportoitu myös IgG4--liitännäissairaudessa (IgG4-RD), jolle on ominaista IgG4-positiivinen plasmasoluinfiltraatio ja storiforminen fibroosi.48 Vaikka suurin osa potilaista IgG4-RD reagoi hyvin glukokortikoidihoitoon, joten terapeuttisen vasteen taustalla oleva syy oli epäselvä. Paljastimme, että glukokortikoidireseptorin (GR) ilmentyminen on merkittävästi lisääntynyt potilaiden sairastuneissa elimissä, kuten submandibulaarisissa rauhasissa, retroperitoneumissa jamunuaiset.49 Mielenkiintoista on, että GR ilmentyy pääasiassa sairastuneen elimen fibroblasteissa ja leukosyyteissä, mikä osittain selittää, miksi glukokortikoidien antaminen heikentää fibroosin kehittymistä IgG4-RD:ssä. Vaikka fibroblastien panosta IgG4-RD:n kehittymiseen pitäisi edelleen validoida, nämä tulokset ovat esimerkki fibroblastien toiminnallisesta heterogeenisyydestä erilaisten patologisten tilojen kehittymisessä.

3.4|Munuaisten anemia ja peritubulaarinen kapillaarin menetys: kaksi yleistä patologista tilaa, jotka johtuvat fibroblastien toimintahäiriöstä munuaisissa

Fibroosi on CKD:n viimeinen yhteinen reitti riippumatta sen taustalla olevasta etiologiasta. Itse asiassa fibroosia munuaiskuoressa pidetään parhaana munuaisten vajaatoiminnan histologisena ennustajana kroonisessa munuaisten vajaatoiminnassa.50 Tämä johtuu osittain siitä, että fibroosi liittyy läheisesti muihin CKD:ssä yleisiin patologisiin tiloihin, kuten munuaisanemiaan ja peritubulaariseen kapillaarihäviöön. Useat tekijät laukaisevat fibroblastien siirtymisen myofibroblasteiksi ja fibroosin kehittymisen munuaisissa, kuten proksimaalinen tubulusvaurio.51,52 Kuten edellisessä luvussa kuvattiin, EPO:ta tuottavat fibroblastit/perisyytit transdifferentioituvat myofibroblasteiksi vasteena vauriolle ja samalla EPO-tuotannon menetys. .14,29 EPO:n tuotanto indusoituu hypoksisessa tilassa ja sitä säätelevät hypoksian aiheuttavat tekijät (HIF). Normoksisissa olosuhteissa HIF-proteiinit hydroksyloituvat nopeasti HIF-prolyylihydroksylaasidomeenia sisältävät proteiinit (PHD), jotka edistävät HIF-proteiinien proteasomaalista hajoamista. Vuonnamunuainen, HIF-aktivointi Ph.D. esto palauttaa EPO-tuotannon myofibroblasteissa, ja PHD{0}}HIF2-akseli on tärkein säätelykaskadi.53 Mielenkiintoista on, että EPO-tuotantoa FoxD1-Cre-linjalla leimatuissa fibroblasteissa säätelee PHD2:n inaktivaatio, mutta ei. PHD1:n tai PHD3:n inaktivoinnilla, mikä viittaa siihen, että EPO-tuotantoa näissä soluissa säätelevät ainutlaatuiset mekanismit.⁵³ Vaikka munuaisanemian nykyinen standardihoito on rekombinantin ihmisen EPO:n (rhEPO) anto, eksogeeniseen rhEPO:n antamiseen liittyy useita haittavaikutuksia, kuten kohonnutta verenpainetta ja tromboottisia tapahtumia.^54,55Voittaakseen nämä rhEPO:n haitat, Ph.D. inhibiittoreita, jotka säätelevät hypoksian aiheuttamia geenejä, mukaan lukien EPO, on kehitetty ja käytetty munuaisanemian hoitoon.⁵⁶ Vaikka lisätutkimuksia tarvitaan tohtorintutkinnon pitkäaikaisista haittavaikutuksista. inhibiittorit, myofibroblastien kohdistaminen endogeenisen EPO-tuotannon indusoimiseen voisi olla lupaava ja suotuisa terapeuttinen strategia munuaisanemialle kroonisessa munuaissairossa.

Peritubulaarinen hiussuonten menetys ja kapillaarien harvinaisuus kehittyvät myös fibroosin yhteydessä, ja perisyyttien toiminnallinen muutos on näiden ilmenemismuotojen taustalla.^57-59Vuonnamunuainen, peritubulaarisia kapillaareja ympäröivät perisyytit, jotka tukevat kapillaarin rakennetta ja toimivat fysiologisissa olosuhteissa. Vamman jälkeen nämä perisyytit irtautuvat peritubulaarisista kapillaareista ja siirtyvät vaurioituneisiin tubuluksiin.^53,60 Tässä prosessissa peritubulaariset kapillaarit menettävät perisyyttien mekaanisen tuen, mikä johtaa|201 ARAI et ai. kapillaariregressio ja harvinaisuus.^57,58UUO-mallissa endoteelisolujen apoptoosi ja peritubulaarisen kapillaarin menetys kehittyvät yhdessä fibroosin etenemisen kanssa.⁶¹ Lisäksi peritubulaariset kapillaarit fibroottinenmunuaisetosoittavat morfologisia poikkeavuuksia, kuten caveolae-muodostusta ja vakuolisoitumista, ja niiden läpäisevyys on kohonnut, mikä näkyy lisääntyneessä ekstravasaatiossa kaksifotonimikroskooppisessa kuvantamisessa.⁶² Peritubulaarisen hiussuonten katoamisen ja harventumisen aiheuttama heikentynyt munuaisten verenkierto havaitaan CKD-hiirimalleissa kontrastitehosteella mikrotietokonetomografialla.63 Yhdessä fibroosin kehittymisen ja suhteellisen EPO-puutoksen kanssa peritubulaarinen kapillaarihäviö vähentää osaltaan hapen saantia munuaistiehyissä ja interstitiumissa, mikä pahentaa munuaisvaurioita ja muodostaa CKD:n etenemisen noidankehän.⁶⁴

4|FIBROBLASTIJEN TOIMINNALLINEN HETEROGEENISUUS FIBROOSIN PÄÄLLÄ

Viimeaikaiset scRNAseq-analyysiä käyttävät tutkimukset ovat paljastaneet fibroblastien fenotyyppisen heterogeenisyyden patologisissa olosuhteissa eri elimissä ja siten osoittaneet fibroblastien monipuoliset toiminnot. Fibroblastit eivät ainoastaan ​​aiheuta haitallisia vaikutuksia, vaan niillä on myös hyödyllisiä toimintoja kontekstista riippuvaisella tavalla. Tässä osiossa tarkastellaan tämänhetkistä ymmärrystä fibroblastien erilaisista toiminnoista fibroosin kehittymisen lisäksi.

4.1|Tulehdukselliset toiminnot

Fibroblastit edistävät kudosten tulehdusta useissa yhteyksissä.⁶⁵ Esimerkiksi sydäninfarktin hiirimallissa pysyvät fibroblastit eivät aja vain sydänfibroosia vaan myös paikallista tulehdusta sydämen toiminnan huononemiseen. Sydäninfarktin jälkeen sydämen fibroblastit fibroottisella alueella lisäävät Sox9:n säätelyä,^66,67joka on transkriptiotekijä, joka vastaa ECM:n kerääntymisestä rustosoluihin.⁶⁸ Sox9:n fibroblastispesifinen deleetio in vivo lievittää sydämen tulehdusta ja fibroosia sydäninfarktin jälkeisessä kroonisessa vaiheessa, mikä johtaa vasemman kammion toimintahäiriön paranemiseen ja sydänlihaksen arpeutumiseen. Sydämen arpikudoksen RNAseq paljasti, että Sox9-deleetio fibroblasteissa heikentää tulehdusta edistäviä geenejä, kuten IL-6, samoin kuin kollageenigeenejä. Nisäkkään kondrosyyttien ChIPseq paljasti, että Sox9 sitoutuu suoraan joihinkin näistä proinflammatorisista geeneistä tehostajavauriossa.69 Vaikka SOX9-ylössäätelyn ylävirran signaaleja tulisi tutkia tarkemmin, nämä havainnot viittaavat siihen, että Sox9 sydämen fibroblasteissa säätelee sekä fibroosia että tulehdusta sen jälkeen. sydäninfarkti, ja sitä voitaisiin pitää uutena terapeuttisena kohteena.

Fibroblastialapopulaatioiden proinflammatorisia fenotyyppejä on myös tutkittu intensiivisesti nivelreumassa (RA). Croft ym. tutkivat hiirimalleja parantuvasta ja jatkuvasta niveltulehduksesta ja paljastivat, että fibroblastiaktivaatioproteiini-a (FAPa) -positiiviset fibroblastit kerääntyvät tulehtuneeseen niveleen.70 FAPa:n ja fibroblastien deleetio heikentää paikallista tulehdusta ja nivelten epämuodostumista, mikä viittaa niiden patologisiin toimintoihin. Mielenkiintoista on, että FAPa plus fibroblastit on jaettu kahteen eri alapopulaatioon scRNAseq:n avulla: FAPa plus THY1 plus fibroblastit ja FAPa plus THY1- fibroblastit. FAPa plus THY1 plus fibroblastit sijaitsevat nivelkalvon pintakerroksessa, kun taas FAPa plus THY1- fibroblastit sijaitsevat nivelkalvon kerroksessa. Spatiaalisen eronsa lisäksi nämä fibroblastit ovat toiminnallisesti erilaisia; FAPa plus THY1 plus fibroblastien adoptiivinen siirtyminen niveleen aiheuttaa vakavan paikallisen tulehduksen lisääntyneen leukosyyttien infiltraation kanssa, kun taas FAPa plus THY1- fibroblastien siirtyminen johtaa lisääntyneeseen osteoklastien aktiivisuuteen ja nivelten epämuodostumiin pahentamatta tulehdusta. Näitä toiminnallisesti erilaisia ​​fibroblasteja havaitaan myös ihmisen nivelissä, joilla on nivelreuma. FAPa plus THY1 plus fibroblastit ovat todellakin runsaammin nivelreumapotilaiden nivelissä kuin nivelrikkopotilaiden (OA) 70, mikä on esimerkki heidän tulehduksellisesta ominaisuudestaan. Toisessa tutkimuksessa tutkittiin ihmisen nivelkudoksia bulkki-RNAseq:llä ja scRNA-seq:llä ja tunnistettiin kolme pääasiallista fibroblastialaryhmää, joilla oli selkeä pintaproteiinin ilmentyminen.⁷¹ Niistä Pdpn plus THY1 plus CD34− fibroblastit laajenevat tulehtuneen nivelkalvon perivaskulaarisella alueella ja korreloivat positiivisesti niveltulehduksen vakavuuden kanssa RA:ssa. Pdpn plus THY1 plus CD34− fibroblastit osoittavat korkeat migraatio- ja lisääntymisprofiilit in vitro. Mielenkiintoista on, että useimmat näistä Pdpn plus THY1 plus CD34- fibroblasteista ilmentävät kadheriinia-11, joka on hiiren nivelkalvon fibroblastien patologisten ominaisuuksien taustalla.72 Taustalla olevaa mekanismia, joka säätelee proinflammatorisia fibroblasteja RA:ssa, on myös tutkittu. Wei ym. paljastivat, että Notch3-signalointi säätelee RA:n synoviaalisen tulehduksen taustalla olevien THY1- ja sublimoituvien fibroblastien erilaistumista.73 Notch3-signaloinnin geneettinen ehtyminen tai farmakologinen esto heikentää niveltulehdusta ja luun eroosiota RA:n hiirimallissa. Kaiken kaikkiaan nämä havainnot osoittavat, että spesifinen kohdistaminen tulehduksellisiin fibroblasteihin voi olla lupaava terapeuttinen strategia nivelreumassa.

Fibroblastit toimivat myös synnynnäisinä immuunisoluina. Perisyytit/fibroblastit ilmentävät useita kuviontunnistusreseptoreita, kuten Toll-like reseptoreita (TLR), ja edistävät paikallista tulehduskaskadia. Leaf ym. paljastivat, että munuaisten perisyytit havaitsevat vaurioituneista soluista vapautuvia vaurioihin liittyviä molekyylikuvioita (DAMP) TLR- ja MyD88--riippuvaisella tavalla.74 Samalla tavalla kuin klassiset immuunisolut, perisyytit aktivoivat NLRP3-tulehduksen, mikä johtaa IL-1- ja IL-18-eritykseen. Nämä havainnot osoittavat, että perisyyttien/fibroblastien interstitiaalinen sijainti mahdollistaa niiden välittömästi havaitsevan alkuperäisen vaurion ja toimia paikallisen tulehduksen levittäjänä. Toisena paikallisen tulehduksen leviämismekanismina intravitaalinen mikroskooppinen havainto paljasti, että perisyytit muuttavat morfologiaansa tulehduksen aikana ja muodostavat aukkoja vierekkäisten perisyyttien välille, mikä helpottaa neutrofiilien kulkeutumista ja ryömimistä.⁷⁵

Fibroblastit myötävaikuttavat myös TLT:iden muodostumiseen ikääntyneissä vaurioituneissa munuaisissa.4,76 Erittämällä homeostaattisia kemokiineja, kuten CXCL13 ja CCL19, TLT:issä asuvat fibroblastit värväytyvät 202|ARAI et ai. lymfosyytit ja tarjoavat toimivan tukikehyksen TLT:lle, kuten seuraavassa osassa käsitellään.

4.2|Kasvaimen etenemisen säätely

Tuumorimikroympäristössä (TME) syöpään liittyvät fibroblastit (CAF) muodostavat suurimman solukomponentin TME:n stroomassa ja niillä on tärkeä rooli syövän patogeneesissä.⁷⁷ CAF:t edistävät syövän etenemistä useiden mekanismien, kuten ECM-remodelingin ja kasvutekijöiden ja tulehdusta edistävien sytokiinien erittymisen kautta. CAF:t säätelevät myös immuunisolujen rekrytointia ja tukahduttavat kasvainten vastaista immuunireaktiota.^77,78CAF:illa on suuri toiminnallinen ja alueellinen monimuotoisuus riippuen niiden olevista elimistä. Esimerkiksi haiman ductal adenokarsinoomassa (PDAC) tunnistetaan kaksi erilaista CAF:ien alatyyppiä: yksi CAF:ien alaryhmä sijaitsee kasvainsolujen vieressä, joissa on kohonnut SMA:n ekspressio, kun taas toinen alaryhmä sijaitsee kaukana kasvainsoluista ja erittää tulehduksellisia sytokiineja, kuten esim. IL-6.⁷⁹Rintasyövässä CAF:t luokitellaan kolmeen alapopulaatioon alkuperänsä mukaan, joista jokaisella on itsenäiset prognostiset ominaisuudet.80 Mielenkiintoista on, että tutkimukset ovat ehdottaneet, että nämä heterogeeniset CAF-alapopulaatiot voitaisiin jakaa kahteen toiminnallisesti erilliseen alatyyppiin: syöpää edistäviin CAF:eihin (pCAF). ) ja syöpää hillitsevät CAF:t (rCAF:t).77,81 rCAF:ien olemassaolo on ehdotettu havainto, jonka mukaan lisääntyvien CAF:ien geneettinen ehtyminen tai toiminnallinen interventio ei estä, vaan pikemminkin edistää syövän etenemistä.^82-84Vaikka rCAF:ien spesifistä markkeria ei ole vielä määritetty, äskettäinen tutkimus paljasti, että PDAC:n rCAF:ille on ominaista Mifflinin ilmentyminen,⁸⁵joka tunnistettiin ensin glykosyylifosfatidyyli-inositoliin ankkuroiduksi proteiiniksi, joka merkitsee spesifisesti mesenkymaalisia strooma-/kantasoluja.86 Potilailla, joilla on PDAC, Meflinin ja CAF:ien infiltraatio korreloi positiivisesti suotuisten tulosten kanssa. Ihonalaisen ksenograftin hiirimallin analyysissä lentiviruksen aiheuttama mefliinin siirtyminen kasvaimen stroomasoluihin heikensi kasvaimen kasvua ja SMA- ja CAF-infiltraatiota. Mifflin knockout -hiirten kasvainten stromassa on suorempi ja leveämpi kollageenirakenne, ja Mifflin-ilmentymisen taso ihmisen PDAC:ssa liittyy muuttuneisiin kollageenirakenteisiin. Ottaen huomioon, että syövän eteneminen liittyy läheisesti matriisin uusiutumiseen,87 nämä havainnot viittaavat siihen, että Meflin plus CAF:t estävät kasvaimen etenemistä estämällä kollageenin uudelleenmuodostumista. Vaikka Meflinin ja CAF:n kehityksen taustalla olevasta mekanismista tarvitaan lisätutkimuksia, rCAF:ien säätely voisi olla uusi terapeuttinen strategia syövän vastaisessa hoidossa.

4.3|Regeneratiiviset toiminnot

Vaikka fibroblastien haitalliset vaikutukset ovat herättäneet tutkimusta edellisessä osiossa kuvatulla tavalla, fibroblastit edistävät myös kudosten uusiutumista vaurioista. Itse asiassa fibroblastien toiminnan estäminen ei välttämättä johda parempaan lopputulokseen. Esimerkiksi Postn plus myofibroblastien deleetio sydämessä estää asianmukaisen arven muodostumisen, mikä johtaa kammioiden repeämiseen ja korkeampaan kuolleisuuteen.³²

Viimeaikaiset tutkimukset ovat paljastaneet, että kudosvauriossa ja korjauksessa tietyllä fibroblastien alapopulaatiolla on regeneratiivisia vaikutuksia useissa mekanismeissa. Ihossa fibroblastit jaetaan kahteen luokkaan sijainnin mukaan: papillaariset fibroblastit dermiksen yläosassa ja retikulaariset fibroblastit dermiksen alaosassa.88 Vamman jälkeen retikulaariset fibroblastit värväytyvät vaurioon ennen papillaaristen fibroblastien kulkeutumista ja erittävät arven muodostumisesta vastuussa olevia kollageeneja. . Sitä vastoin papillaariset fibroblastit, jotka värvätään myöhemmässä vaiheessa vamman jälkeen, edistävät hiustuppien uusiutumista. Nämä havainnot osoittavat, että spatiaalisesti ja toiminnallisesti erilliset fibroblastien alatyypit edistävät ihon haavan uusiutumista koordinoidulla tavalla. Äskettäinen scRNAseq-analyysi paljasti myös, että ihohaavojen fibroblastit osoittavat suurta heterogeenisyyttä ja ne voidaan luokitella kahteentoista alaklusteriin.89 Pseudoaika- ja RNA-nopeusanalyysi osoitti, että jotkin näistä klustereista edustavat erilaistumistiloja kohti supistumiskykyisiä fenotyyppejä, kun taas toiset saavat regeneratiivisia fenotyyppejä. Mielenkiintoista on, että on tunnistettu ainutlaatuinen ihofibroblastien alapopulaatio, joka on erikoistunut kudosten korjaamiseen vaurioista. Ihovaurion jälkeen fibroblastit, jotka sijaitsevat faskiassa, joka on ihoa ja sen alla olevaa jäykkää rakennetta erottava hyytelömäinen kalvorakenne, nousevat ihon pintaan.90 Vasteena syville vaurioille fasciafibroblastit ohjaavat ympäröivän komposiittimatriisin haavaan ja muodostavat väliaikainen matriisi. Suurin osa näistä "fasciafibroblasteista" on leimattu engrailed 1:llä (En1), joka tunnistettiin ensin fibrogeenisten linjasolujen markkeriksi hiirten selän ihossa.⁹¹ Faskifibroblastien runsaus haavassa korreloi positiivisesti arven syvyyden kanssa. Itse asiassa fasciafibroblastien geneettinen ehtyminen estää matriisin ohjaamisen haavaan ja johtaa viallisiin arpeutumiseen. Läpäisemättömän kalvon istuttaminen ihon alle estää sidekalvon fibroblastien kulkeutumisen ja johtaa avoimeen arpiin. Toisen ainutlaatuisen fibroblastien alajoukon, adiposyyttien esiastesolujen (APS), panos on myös raportoitu; AP:t ovat vuorovaikutuksessa CD301b:n ja makrofagien kanssa ja edistävät ihon uusiutumista vamman jälkeen.⁹² Kaiken kaikkiaan nämä havainnot viittaavat siihen, että fibroblastien heterogeeniset alapopulaatiot, joilla on erikoistuneet toiminnot, edistävät ihon uusiutumista vamman jälkeen.

Näitä "regeneratiivisia fibroblasteja" havaitaan myösmunuainen. Ultramikroskooppinen havainto paljasti, että myofibroblastit liikkuvat vaurioituneiden tubulusten ympärillä ja tukevat niitä rakenteellisesti munuaisvauriomallissa, mikä viittaa siihen, että myofibroblastit saattavat helpottaa tubulussolujen regeneraatiota.93 Käyttämällä P0-Cre: DTR-hiiriä, joille annettiin kurkkumätätoksiinia (DT) heikentää P0-Cre-linjalla leimattuja paikallisia fibroblasteja munuaisissa, paljastimme, että fibroblastien ehtyminen vaurion varhaisessa vaiheessa heikentää tubulusten regeneraatiota ja pahentaa munuaisvauriota.⁹⁴ Mielenkiintoista on, että vasteena vauriolle fibroblastit lisäävät retinaldehydidehydrogenaasi 2:n (RALDH2), retinoiinihapposynteesin nopeutta rajoittavan entsyymin, ekspressiota. Retinoiinihapporeseptori (RAR) ilmentyy proksimaalisissa tubulussoluissa, ja B-kristalliini, RAR-kohdegeenien tuote, lisääntyy yksinomaan vahingoittuneissa proksimaalisissa tubulussoluissa. RAR:ien käänteinen agonisti heikentää tubulussolujen lisääntymistä in vitro. Ottaen huomioon, että strooman mesenkyymin erittämä retinoiinihappo alkiossamunuaiseton välttämätön virtsaputken silmujen kehittymiselle,^95,96nämä havainnot viittaavat siihen, että RALDH2 plus myofibroblastit saattavat olla tärkeässä roolissa vaurioituneiden proksimaalisten tubulusten regeneraatiossa retinoiinihapposignaloinnin kautta vaurion varhaisessa vaiheessa.