Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Мезенхимальная предшественническая клетка, формирующая хондроцит в скелетной ткани.
Mesenchymal progenitor cell that forms a chondrocyte
the skeletal tissue
Хондробласты, или перихондриальные клетки, – это название, данное мезенхимальным предшественническим клеткам in situ, которые в процессе эндохондрального остеогенеза формируют хондроциты в растущем хрящевом матриксе. Другое название – субхондральные кортико-губчатые предшественники. Они имеют эухроматические ядра и окрашиваются основными красителями. Эти клетки чрезвычайно важны в хондрогенезе благодаря своей роли в формировании как хондроцитов, так и хрящевого матрикса, который в конечном итоге образует хрящ. Использование этого термина технически неточно, поскольку мезенхимальные предшественники также могут дифференцироваться в остеобласты или жировую ткань. Хондробласты становятся хондроцитами, когда они внедряются в хрящевой матрикс, состоящий из протеогликанов и коллагеновых волокон, и располагаются в лакунах матрикса. После внедрения в хрящевой матрикс они увеличивают ее объем, синтезируя больше внеклеточного хрящевого матрикса, а не делясь.
Chondroblasts, or perichondrial cells, is the name given to mesenchymal progenitor cells in situ which, from endochondral ossification, will form chondrocytes in the growing cartilage matrix. Another name for them is subchondral cortico spongious progenitors. They have euchromatic nuclei and stain by basic dyes. These cells are extremely important in chondrogenesis due to their role in forming both the chondrocytes and cartilage matrix which will eventually form cartilage. Use of the term is technically inaccurate since mesenchymal progenitors can also technically differentiate into osteoblasts or fat. Chondroblasts are called chondrocytes when they embed themselves in the cartilage matrix, consisting of proteoglycan and collagen fibers, until they lie in the matrix lacunae. Once they embed themselves into the cartilage matrix, they grow the cartilage matrix by growing more cartilage extracellular matrix rather than by dividing further.
Структура
У взрослых и растущих организмов большинство хондробластов локализуется в перихондрии. Это тонкий слой соединительной ткани, который защищает хрящ и в котором хондробласты способствуют увеличению его размеров под воздействием гормонов, таких как ГР, ТГ и гликозаминогликаны. Они находятся в перихондрии, поскольку перихондрий, расположенный на внешней поверхности развивающейся кости, не так плотно окружен хрящевой внеклеточной матрицей, как внутренние области, и потому что именно там находятся капилляры. Рост, обеспечиваемый хондробластами, называется апозиционным ростом и приводит к увеличению объема пораженной ткани. Важно отметить, что перихондрий, а следовательно и хондробласты, отсутствуют на поверхностях суставного хряща в суставах.
Within adults and developing adults, most chondroblasts are located in the perichondrium. This is a thin layer of connective tissue which protects cartilage and is where chondroblasts help to expand cartilage size whenever prompted to by hormones such as GH, TH, and glycosaminoglycans. They are located on the perichondrium because the perichondrium, located on the outside of developing bone, is not as heavily ensheathed in cartilage extracellular matrix as the interior and because here capillaries are located. The type of growth maintained by chondroblasts is called appositional bone growth and increases the birth of the affected tissue. It is important to note that perichondrium, and thus chondroblasts, are not found on the articular cartilage surfaces of joints.
Формирование и состав матрицы
Внеклеточный матрикс, секретируемый хондробластами, состоит из волокон, коллагена, гиалуроновой кислоты, протеогликанов, гликопротеинов, воды и множества макромолекул. В сформированном хряще коллагеновые волокна составляют 10–20% объема, вода – 65–80%, а агрегаты протеогликанов с гиалуроновой кислотой – оставшуюся часть. Благодаря пролиферативной активности хондробластов, клетки составляют большую долю в составе, чем обычно наблюдается в зрелом хряще. Волокна коллагена II типа отвечают за придание будущему хрящевому матриксу прочности на растяжение. Структура этих волокон, как и большинства коллагеновых волокон, имеет тройную спиральную структуру.
The extracellular matrix secreted by chondroblasts is composed of fibers, collagen, hyaluronic acid, proteoglycans, glycoproteins, water, and a host of macromolecules. Within finished cartilage, collagen fibers compose 10 20% of the volume, water 65 80%, and the proteoglycan hyaluronic acid aggregates the remaining portion. Due to the proliferative nature of chondroblasts, cells compose a larger portion of the composition than what is normally found within completed cartilage. Collagen Type II fibers are responsible for giving the future cartilage matrix its tensile strength. The structure of these fibers, like the majority of collagen fibers, forms a triple helix structure.
Разработка
Как следует из названия, мезенхимальные прогениторы происходят из мезодермы. Эти клетки, формируясь из мезодермы, конкретно образуются из эмбриональных стволовых клеток посредством индукции BMP4 и фактора роста фибробластов FGF2, пока плод развивается в утробе матери. Предполагается, что дифференцирование эмбриональных стволовых клеток с использованием этих факторов роста может предотвратить формирование тератом, или опухолей, вызванных стволовыми клетками, после введения стволовых клеток пациентам.
As suggested in the name, mesenchymal progenitors originate from the mesoderm. These cells, when forming from the mesoderm, specifically form from embryonic stem cells via induction through BMP4 and fibroblast growth factor FGF2 while the fetus is inside the womb. It has been suggested that differentiating embryonic stem cells with these growth factors could prevent stem cells, once injected into potential patients, from forming teratomas, or stem cell caused tumors.
Факторы транскрипции
Важным генетическим компонентом этого процесса является Sox9 – транскрипционный фактор с HMG-боксом, который маркирует клетки-предшественники для хондрогенной дифференцировки. Инактивация гена Sox9 приведет к потере всего хряща и, следовательно, к прекращению формирования хондробластов. Этот фактор также экспрессируется совместно с Sox5 и Sox6. Исследования этого пути показали, что Wnt/β-катенин повышает уровень β-катенина перед активацией транскрипционных факторов Runx2 и Osx, что позволяет предположить, что ранний уровень β-катенина может служить индикатором того, станет ли ранняя мезенхимальная клетка-предшественник хондроцитом или остеобластом.
An important genetic component of this process is Sox9, a HMG box transcription factor, which marks progenitor cells for chondrogenic differentiation. Inactivation of the Sox9 gene will result in the loss of all Cartilage, and thus Chondroblast, formation. This factor is also expressed alongside Sox5 and Sox6. Testing of this pathway has indicated that the Wnt/β Catenin increases β Catenin levels before the activation of the Runx2 and Osx transcription factors which seems to suggest that early β Catenin levels can be a sign of whether an early mesenchymal progenitor cell will progress to a chondrocyte or to an osteoblast.
Ретиновая кислота
Ретиноевая кислота, являющаяся частью семейства молекул, называемых ретиноидами, должна быть подавлена для формирования хондробластов. Исследование 2003 года с использованием трансгенных мышей со слабым, конститутивно активным рецептором ретиноевой кислоты показало, что ретиноиды поддерживают клетки в состоянии конденсации, находящиеся в прехондрогенном мезенхимальном состоянии, что препятствует дифференцировке клеток. Также было предположено, что ингибирование ретиноидной сигнализации, опосредованной рецепторами, индуцирует экспрессию Sox9, который считается «главным регулятором» дифференцировки хондробластов. Хондросаркома – более злокачественный тип опухоли, однако большинство из них являются опухолями низкой степени злокачественности и часто возникают в осевом скелете. В Соединенных Штатах она составляет 20% от всех опухолей скелетной системы.
Retinoic acid, part of a family of molecules called retinoids, need to be repressed in order for Chondroblasts to form. A 2003 study using transgenic mice with a weak, constitutively active retinoic acid receptor found that retinoids maintain cells within condensations in a prechondrogenic, mesenchymal cell state which prevents cell differentiation. It has also been suggested that the inhibition of receptor mediated retinoid signaling induces Sox9 expression which is considered a “master switch” for the differentiation of chondroblasts. Chondrosarcoma is a more malignant type of tumor, but most are low grade tumors and often appear in the axial skeletal region. It constitutes 20% of skeletal system tumors in the United States.