Association of mesenchymal cells and immunoglobulins with differentiating epithelial cells
Antonin Bukovsky, Michael R Caudle, Jeffrey A Keenan, Nirmala B Upadhyaya, Stuart E Van Meter, Jay Wimalasena and Robert F Elder
BMC Developmental Biology 2001 1: 11
This article is available from:
BMC Developmental Biology 2001 1: 11
This article is available from:
Мезенхимно-эпителиальные взаимодействия играют важную роль в физиологии и патологии эпителиальных тканей. Мезенхимные клетки или ассоциируют с базальной мембраной эпителия [pericytes и perivascular monocyte-derived cells (MDC)] или располагаются внтри эпителия (MDC и T cells). Хотя мезенхимные клетки внутри эпителия, как полагают, вносят вклаю в физиологию эпителия, их ассоциация с определенными ступенями дифференцировки эпителиальных клеток, взаимодействия их среди самих себя и их судьба остаютя неясными. Авт. исследовали эпитопы мезенхимных клеток и их продукты (иммуноглобулины) в многослойном эпителии ectocervix матки, который является одним из прототипов полной клеточной дифференцировки из стволовых клеток во взрослые.
(Рис.1.) | Dual color IHC (HLA-DR peroxidase/CD8 FITC) viewed in dark field visible light (A), incident fluorescence (B) and dark field fluorescence (C)
(Рис.2.) | Dendritic cell (DC) precursors secrete HLA-DR among parabasal cells (arrows) and differentiate into mature DC (arrowheads)
(Рис.3.) | Dual color IHC (HLA-DR peroxidase/CD8 FITC) viewed in dark field visible light (A) and dark field fluorescence (B).
(Рис.4.) | Dual color IHC (HLA-DR peroxidase/CD8 FITC) viewed in dark field visible light (A), incident fluorescence (B) and dark field fluorescence (C).
(Рис.5.) | Peroxidase IHC as indicated above columns
(Рис.6.) | Presumptive interactions in the "complete mesenchymal-epithelial network" (stratified epithelium of ectocervix).
(Рис.7.) | Schematic drawing of the basic "tissue control unit," which consists of monocyte-derived cells (M), vascular pericytes (P), and autonomic innervation (AI, dashed arrow), and the involvement of other components of the tissue control system (solid arrows)
(Рис.1.) | Dual color IHC (HLA-DR peroxidase/CD8 FITC) viewed in dark field visible light (A), incident fluorescence (B) and dark field fluorescence (C)
(Рис.2.) | Dendritic cell (DC) precursors secrete HLA-DR among parabasal cells (arrows) and differentiate into mature DC (arrowheads)
(Рис.3.) | Dual color IHC (HLA-DR peroxidase/CD8 FITC) viewed in dark field visible light (A) and dark field fluorescence (B).
(Рис.4.) | Dual color IHC (HLA-DR peroxidase/CD8 FITC) viewed in dark field visible light (A), incident fluorescence (B) and dark field fluorescence (C).
(Рис.5.) | Peroxidase IHC as indicated above columns
(Рис.6.) | Presumptive interactions in the "complete mesenchymal-epithelial network" (stratified epithelium of ectocervix).
(Рис.7.) | Schematic drawing of the basic "tissue control unit," which consists of monocyte-derived cells (M), vascular pericytes (P), and autonomic innervation (AI, dashed arrow), and the involvement of other components of the tissue control system (solid arrows)
Известно, что взаимодействия между мезенхимными клетками и ткане-специфическими клетками сложные. Природа взаимодействий зависит от типа ткани, взаимодействия происходят в критические периоды развития, которые совпадают с концом имммунной адаптации. Специализированные мезенхимные клетки, такие как pericytes, MDC и T лимфоциты м. существенно влиять на дифференцировку и старение эпителиальных клеток. Степень, с которой эпителиальные клетки стимулируются к дифференцировке мезенхимными клетками зависит от степени, с которой определенная ткань дифференцируется во время критического периода развития. Предполагается, что ускоренная дифференцировка м. нуждаться в определенных цитокинах, высвобождаемых из T и DC клеток, кодвергающихся гибели.
Конечной стадией клеточной дифференцировки является апоптоз, индуцируемый p53, который ингибирует рост клеток и активирует и репрессирует транскрипцию генов. Проапоптическая функция p53 , по-видимому, регулируется с помощью ras прото-онкогена. Клетки, трансформированные мутантным ras обнаруживают дефекты пути трансдукции сигналов, регулирующих функцию p53 и нарушения экспрессии апоптических (bax) или анти-апоптических белков (bcl-2).
В ectocervix человека взаимодействия между клетками мезенхимного и эпителиального происхождения меняются от базального незрелого слоя, где располагаются стволовые клетки, до наиболее наружных слоев, где эпителиальные клетки наиболее старые и дифференцированные.
Изучали CD14 примитивные MDC, ассоциированные с базальными (стволовыми) эпителиальными клетками. Thy-1 перициты из микрососудами секретируемых межклеточных пузырьков, которые ассоциируют с Ki67 постмитотическими эпителиальными клетками, экспрессируют MHC class I. Внутриэпителиальные T клетки обнаруживаются в ассоциации с veiled типа MDC [предшественниками dendritic cell (DC)] среди parabasal клеток и обнаруживают фрагментацию после вступления в промежуточные (зрелые) эпителиальные слои. Зрелые DC секретируют CD68 и обнаруживают фрагментацию после достижения средних промежуточных слоев. Связывание IgM обнаруживается на верхушке каждого слоя: в верхнем parabasal, верхнем intermediate и наиболее поврехностных эпителиальных клетках. IgG находится во всем поверхностном слое.
Полученные данные указывают на то, что филогенетически и онтогенетически формируемая иерархия мезенхимных клеток (MDC, pericytes, T cells) и иммуноглобулинов (IgM, IgG) сопровождает дифференцировку эпителиальных клеток из незрелых в зрелые и старые. Внутриэпителиальные Т лимфоциты и зрелые DC клетки способны к гибели (suicide), а иммуноглобулины ассоциируют со старением и апоптозом эпителиальных клеток.
Авт. предполагают, что наблюдаемые сложные взаимодействия (Рис. 6) не связаны лишь только с иммунностью, но и отражают общие базовые взаимодействия, которые стимулируют дифференцировку мезенхимных и эпителиальных клеток. Участие связанных с иммуной системой элементов (MDC, T клеток и B клеток) в регуляции дифференцировки эпителия представляет собой основной механизм иммунной физиологии в направлении self, from which the immune surveillance toward nonself has evolved. Соответственно, когда это необходимо, внутриэпителиальные мезенхимные клетки, регулирующие тканевую дифференцировку, м.б. трансформированы в эффекторы иммунитета против инфицированных эпителиальных клеток.
Дальнейшие исследования участия мезенхимных клеток в регуляции тканевого гомеостаза м. привести к новым подходам предупреждения и терапии тканевой дисфункции, характеризующейся постоянной тканевой незрелостью (мышечная дистрофия) или ускоренным старением (дегенеративные заболевания).