科学家们已经追踪并量化了导致纤维化的细胞的不同来源。纤维化是一种无法治愈的、失控的伤口愈合,它会留下疤痕,并最终破坏肺、肝和肾等器官。
该研究由Beth Israel Deaconess医疗中心、哈佛医学院和波士顿麻省理工学院进行,并在德克萨斯大学MD安德森癌症中心继续进行,研究结果于6月30日在一份预先在线出版物上发表。
“通过识别参与这些细胞形成的四种不同途径来回答关于这些细胞起源的基本问题,使我们能够寻找阻断这些途径治疗纤维化的方法,”资深作者、MD安德森主席和癌症生物学教授Raghu Kalluri博士说。“单一药物起作用的可能性非常小。”
Kalluri说:“除了本身是致命的,纤维化是癌症发展的前兆,在癌症的进展、转移和治疗耐药性中起着重要作用。”“在某些癌症中,如胰腺癌,高达95%的肿瘤由纤维化间质组成。”
在肾脏纤维化的遗传小鼠模型中,Kalluri和同事发现了四种称为肌成纤维细胞的细胞来源,这是胶原蛋白的主要生产者。胶原蛋白通常连接受损组织,充当伤口愈合的支架。随着愈合的发生,肌成纤维细胞和胶原蛋白通常减少或消失。
在纤维化过程中,胶原蛋白继续生成。虽然炎症抑制药物有时可以减缓其进展,但纤维化现在只能通过器官移植来治疗。
肌成纤维细胞有四种亲本
研究人员采用了一种命运映射策略来追踪细胞成为肌成纤维细胞的过程。Kalluri说,在命运图谱中,一种蛋白质的启动子在细胞内表达一种颜色,无论细胞发生什么,这种颜色都会留在细胞内,直到细胞死亡。
这一点尤为重要,因为在肌成纤维细胞的四种来源中,有两种开始时是另一种细胞类型,并分化为产生胶原蛋白的细胞。
他们的实验表明:
一半的肌成纤维细胞是由原有的静息成纤维细胞增殖产生的。
另外35%是由源自骨髓的间充质干细胞产生的,它们迁移到“伤口”部位,然后分化成肌成纤维细胞。
一个additio10%是内皮细胞向间充质细胞转化(EndMT)的产物,其中血管细胞转变为间充质细胞,然后成为肌成纤维细胞。
最后5%来自上皮细胞到间充质细胞的转化(EMT),在其中起作用器官的Nal细胞有时表现得像间充质细胞和肌成纤维细胞。
“这些分化途径为药物靶点提供了线索,”Kalluri说。
“将抗增殖药物与阻断一种或多种分化途径的疗法相结合,可以为控制纤维化提供双重打击。我们希望将这些途径协同起来,以获得最有效的治疗反应。”
从骨髓募集,EMT和EndMT似乎依赖于转化生长因子- 1 (TGF-B1)分化成肌成纤维细胞。
周细胞不参与
一些早期的描述性研究表明,周细胞——血管周围的结缔组织、可收缩的细胞——参与了肌成纤维细胞的形成。研究人员通过命运图谱测试了周细胞,发现它们与肌成纤维细胞的生成无关。
删除周细胞并不能改善肾纤维化或改变肌成纤维细胞的募集。
虽然他们的研究重点是肾脏纤维化,但科学家们相信他们的发现将适用于其他类型的纤维化。
成纤维细胞的募集是异质的。肺或肝纤维化的来源可能相同,但比例可能不同,”Kalluri说。“现在我们需要进入其他器官,建立我们所面临的基线,就像我们在肾脏纤维化中所做的那样。”