Miyosatellit hücresi - Myosatellite cell
| Miyosatellit hücre | |
|---|---|
| Detaylar | |
| Tanımlayıcılar | |
| Latince | miyosatellitocytusy |
| TH | H2.00.05.2.01020 |
|
Mikroanatominin anatomik terimleri | |
Uydu hücreleri veya kas kök hücreleri olarak da bilinen miyosatellit hücreleri , olgun kasta bulunan çok az sitoplazmaya sahip küçük multipotent hücrelerdir . Uydu hücreleri, uydu hücrelerine veya farklılaşmış iskelet kası hücrelerine yol açabilen iskelet kası hücrelerinin öncüleridir . Ana kas liflerine ek myonüklei sağlama veya sakin bir duruma geri dönme potansiyeline sahiptirler . Daha spesifik olarak, aktivasyon üzerine, uydu hücreleri çoğalmak ve miyoblastlara farklılaşmak için hücre döngüsüne yeniden girebilir .
Myosatellite hücreler arasında yer alan bazal membran ve sarcolemma kas liflerinin ve ya oluklar yalan lifin uzunlamasına eksenine göre enlemesine olarak paralel ya da olabilir. Lif boyunca dağılımları önemli ölçüde değişebilir. Dinlenen iskelet kaslarına bitişik, proliferatif olmayan, hareketsiz miyosatellit hücreleri, sarkolemma ve bazal lamina arasındaki farklı konumlarıyla, yüksek bir nükleer-sitoplazmik hacim oranı, birkaç organel (örneğin ribozomlar, endoplazmik retikulum, mitokondri, golgi kompleksleri) ile tanımlanabilir ), küçük nükleer boyut ve myonükleilere göre büyük miktarda nükleer heterokromatin. Öte yandan, aktive edilmiş uydu hücreleri, artan sayıda caveolae , sitoplazmik organellere ve düşük heterokromatin seviyelerine sahiptir. Uydu hücreleri, mevcut kas liflerini büyütmek ve yeni lifler oluşturmak için farklılaşabilir ve kaynaşabilir . Bu hücreler, bilinen en eski yetişkin kök hücre nişini temsil eder ve kasın normal büyümesinin yanı sıra yaralanma veya hastalıktan sonra yenilenme ile ilgilidir .
Hasar görmemiş kasta, uydu hücrelerinin çoğu hareketsizdir ; ne farklılaşırlar ne de hücre bölünmesine uğrarlar. Mekanik zorlanmaya yanıt olarak, uydu hücreleri aktive olur . Aktive edilmiş uydu hücreleri, miyojenik farklılaşmaya girmeden önce başlangıçta iskelet miyoblastları olarak çoğalırlar .
Yapısı
Genetik belirteçler
Uydu hücreleri bir dizi farklı genetik belirteci ifade eder . Mevcut düşünce, çoğu uydu hücresinin PAX7 ve PAX3'ü eksprese ettiğidir . Baş kas sistemindeki uydu hücreleri benzersiz bir gelişim programına sahiptir ve Pax3-negatiftir. Ayrıca, hem hareketsiz hem de aktive edilmiş insan uydu hücreleri, bir hücre yüzeyi glikoproteini olan membrana bağlı nöral hücre yapışma molekülü (N-CAM / CD56 / Leu-19) ile tanımlanabilir. Miyosit nükleer faktör (MNF) ve c-met proto-onkogen (hepatosit büyüme faktörü ( HGF ) için reseptör ) daha az kullanılan belirteçlerdir.
CD34 ve Myf5 markörleri, özellikle hareketsiz uydu hücrelerinin çoğunu tanımlar. Etkinleştirilmiş uydu hücrelerinin, özellikle de işaretçileri aktivasyon derecesine göre değiştikçe, tanımlanması sorunludur; örneğin, daha fazla aktivasyon, proliferatif aşamaya girdiklerinde Pax7 ekspresyonunun ilerleyen kaybıyla sonuçlanır. Bununla birlikte, Pax7, uydu hücre farklılaşmasından sonra belirgin bir şekilde ifade edilir. Daha fazla aktivasyon ayrıca miyosit spesifik genlerin indüksiyonundan sorumlu olan miyojenik temel helis-döngü-heliks transkripsiyon faktörleri MyoD , miyogenin ve MRF4'ün artmış ekspresyonuyla sonuçlanır . HGF testi, aktif uydu hücrelerini tanımlamak için de kullanılır. Aktive olmuş uydu hücreleri , farklılaştıkça desmin gibi kasa özgü filaman proteinlerini de ifade etmeye başlar .
Uydu hücre biyolojisi alanı, diğer kök hücre alanları ile aynı teknik zorluklardan muzdariptir. Çalışmalar, neredeyse yalnızca Akış sitometrisi ve floresanla aktive edilen hücre sıralama (FACS) analizine dayanır ve bu, hücre nesli veya davranışı hakkında hiçbir bilgi vermez. Bu nedenle, uydu hücre niş nispeten kötü tanımlanmıştır ve çok sayıda alt popülasyondan oluşması muhtemeldir.
Fonksiyon
Kas onarımı
Kas hücreleri hasar gördüğünde, hareketsiz uydu hücreleri bazal membranın altından salınır . Aktive olurlar ve hücre döngüsüne yeniden girerler. Bu bölünen hücreler, yeni (mitotik sonrası) miyotüpler oluşturmak için miyojenik farklılaşmaya girmeden önce "geçiş büyütme havuzu" olarak bilinir. Ayrıca, bu hücrelerin, büyümeyi ve onarımı kolaylaştırmak için mevcut miyofiberlerle kaynaşabildiğini gösteren kanıtlar da vardır.
Kas rejenerasyonu süreci, hücre dışı matrisin önemli ölçüde yeniden şekillenmesini içerir ve büyük hasar meydana geldiğinde eksiktir. Kas dokusunda bulunan fibroblastlar, kas fonksiyonunu bozabilen ve kas distrofileri patolojisinin önemli bir parçasıdır .
Uydu hücreleri, kas travmasını takiben çoğalır ve fetal kas gelişimine benzer bir süreçle yeni miyofiberler oluşturur. Birkaç hücre bölünmesinden sonra, uydu hücreleri hasarlı miyotüplerle kaynaşmaya başlar ve ayırt edici özellikte olduğu gibi periferik çekirdeklerle daha fazla farklılaşma ve olgunlaşmaya uğrar. IGF-1 için tanımlanan ilk rollerden biri, uydu hücrelerinin çoğalması ve farklılaşmasındaki rolüydü. Ek olarak iskelet kasında IGF-1 ekspresyonu, uydu hücre proliferasyonunu aktive etme kapasitesini genişletir (Charkravarthy, vd., 2000), yaşlanan kas üzerindeki faydalı etkileri arttırır ve uzatır.
Egzersizin etkileri
Uydu hücre aktivasyonu, proliferasyon ve farklılaşma derecesi ile ölçülür. Tipik olarak, uydu hücre içeriği, kas lifi başına veya toplam nükleer içeriğin bir yüzdesi, uydu hücre çekirdeği ve myonüklei toplamı olarak ifade edilir. Egzersize adaptif yanıt, genetik, yaş, diyet, egzersize alışma ve egzersiz hacmi gibi faktörlere bağlı olarak büyük ölçüde bireysel temelde değişiklik gösterse de, insan çalışmaları genel eğilimleri göstermiştir.
Egzersizin, çevredeki bağ dokularından ve aktif iskelet kaslarından enflamatuar maddeler, sitokinler ve büyüme faktörleri dahil sinyal moleküllerinin salınımını tetiklediği öne sürülmektedir. Özellikle, bir sitokin olan HGF , nitrik okside bağımlı yolla hücre dışı matristen kaslara aktarılır. HGF'nin uydu hücrelerini aktive ettiği, insülin benzeri büyüme faktörü-I ( IGF-1 ) ve fibroblast büyüme faktörünün (FGF) aktivasyonu takiben uydu hücre proliferasyon oranını artırdığı düşünülmektedir . Çalışmalar, yoğun egzersizin genellikle IGF-1 üretimini artırdığını, ancak bireysel yanıtların önemli ölçüde değiştiğini göstermiştir. Daha spesifik olarak, IGF-1 iki izoformda bulunur: mekano büyüme faktörü (MGF) ve IGF-IEa. İlki aktivasyonu ve proliferasyonu indüklerken, ikincisi proliferasyon yapan uydu hücrelerinin farklılaşmasına neden olur.
İnsan çalışmaları, hem yüksek direnç eğitiminin hem de dayanıklılık eğitiminin artan sayıda uydu hücresi verdiğini göstermiştir. Bu sonuçlar, hafif, dayanıklı bir eğitim rejiminin, yaşla bağlantılı uydu hücresi azalmasına karşı koymak için yararlı olabileceğini göstermektedir. Yüksek dirençli eğitimde, uydu hücrelerinin aktivasyonu ve proliferasyonu, artan siklin D1 mRNA ve p21 mRNA seviyeleri ile kanıtlanır . Bu, siklin D1 ve p21 yukarı regülasyonunun, hücrelerin bölünmesi ve farklılaşması ile ilişkili olduğu gerçeğiyle tutarlıdır.
Uydu hücresi aktivasyonu, egzersizin ardından ultra yapısal düzeyde de gösterilmiştir. Aerobik egzersizin , uyarılmış kas gruplarının granüler endoplazmik retikulumu , serbest ribozomları ve mitokondrilerini önemli ölçüde artırdığı gösterilmiştir . Ek olarak, uydu hücrelerinin kas lifleriyle kaynaşarak yeni kas lifleri geliştirdiği gösterilmiştir. Aktive edilmiş uydu hücreleri için diğer ultrastrüktürel kanıtlar arasında Golgi aparatının ve pinositotik veziküllerin artan konsantrasyonu bulunur.
Araştırma
Minimal uyarım üzerine, uydu hücreleri in vitro veya in vivo miyojenik bir farklılaşma programına girecektir.
Ne yazık ki, nakledilen uydu hücrelerinin göç için sınırlı bir kapasiteye sahip olduğu ve yalnızca dağıtım bölgesi bölgesinde kasları yeniden üretebildiği görülmektedir. Bu nedenle sistemik tedaviler hatta tüm kasın bu şekilde tedavi edilmesi mümkün değildir. Bununla birlikte, vücuttaki perisitler ve hematopoietik kök hücreler gibi diğer hücrelerin hepsinin, endojen uydu hücresine benzer şekilde kas onarımına katkıda bulunabildiği gösterilmiştir. Kas hastalıklarında tedavi için bu hücre tiplerini kullanmanın avantajı, sistemik olarak verilebilmeleri ve yaralanma yerine otonom olarak taşınabilmeleridir. Son zamanlarda özellikle başarılı olan, mezoangioblast hücrelerinin , hastalığı etkili bir şekilde iyileştiren Duchenne kas distrofisinin Golden Retriever köpek modeline verilmesi olmuştur . Bununla birlikte, kullanılan örneklem boyutu nispeten küçüktü ve o zamandan beri çalışma, immünosupresif ilaçların kullanımına yönelik uygun kontrollerin eksikliği nedeniyle eleştirildi. Son zamanlarda, Pax7 eksprese eden hücrelerin, bir Wnt / P-katenin aracılı işlem yoluyla bir fibrotik fenotip benimseyerek dermal yara onarımına katkıda bulunduğu bildirilmiştir.
Yönetmelik
Uydu hücrelerinin düzenlenmesi hakkında çok az şey bilinmektedir. PAX3 ve PAX7 birlikte halihazırda kesin uydu belirteçlerini oluştururken, Pax genleri herkesin bildiği gibi zayıf transkripsiyonel aktivatörlerdir. Aktivasyon ve sükunet dinamikleri ve miyojenik düzenleyici faktörler , Myf5 , MyoD , miyogenin ve MRF4 aracılığıyla miyojenik programın indüksiyonu henüz belirlenmemiştir.
Uydu hücrelerinin miyostatin adı verilen bir protein tarafından negatif olarak düzenlendiğini gösteren bazı araştırmalar var . Artan miyostatin seviyeleri, p21 adı verilen bir sikline bağımlı kinaz inhibitörünü yukarı regüle eder ve böylece uydu hücrelerinin farklılaşmasını inhibe eder.