Perkembangan Buah Pinggang Embrio, Sel Stem dan Asal Tumor Wilms

Hubungi:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstrak:Mamalia dewasabuah pinggangadalah organ yang kurang menjana semula yang tidak mempunyai sel stem yang boleh mengisi semula homeostasis berfungsi sama seperti, contohnya, kulit atau sistem hematopoietik. Berbeza dengan seorang yang matangbuah pinggang,embriobuah pinggangmenjadi tuan rumah sekurang-kurangnya tiga jenis sel stem khusus keturunan yang menimbulkan (a) ureter dan sistem saluran pengumpul, (b) nefron, dan (c) sel mesangial bersama-sama dengan tisu penghubung stroma. Minat yang meluas telah dibangkitkan terhadap sel-sel progenitor embrio ini, yang biasanya hilang sebelum dilahirkan pada manusia tetapi kekal sebagai sebahagian daripada rehat nefrogenik yang tidak dibezakan dalam pediatrik.buah pinggangkanser Wilms tumor. Di sini, kita membincangkan pemahaman semasa tentangbuah pinggang-peraturan progenitor embrio khusus dalam persekitaran semula jadi buah pinggang yang sedang berkembang dan jenis gangguan dalam peraturan seimbangnya yang membawa kepada pembentukan tumor Wilms.

Kata kunci:buah pinggang; organogenesis; kanser kanak-kanak; sel stem; pembezaan; pembaharuan diri, Renal

pengenalanSel stem membentuk asas asas bukan sahaja untuk perkembangan normal dan homeostasis tisu tetapi juga untuk tumorigenesis. Buah pinggang mamalia dewasa kebanyakannya tidak mempunyai sel stem dan oleh itu dianggap sebagai organ bukan regeneratif, terutamanya apabila penjanaan semula ditakrifkan oleh keupayaan untuk menjana nefron baru dan mendapatkan semula kapasiti penapisan.[1]. Bertentangan dengan ini, buah pinggang embrio menampung sekurang-kurangnya tiga jenis sel stem khusus keturunan (dirujuk di sini sebagai progenitor) yang menimbulkan ureter dan sistem saluran pengumpul, nefron, dan tisu penghubung stroma.[2,3]. Sel-sel progenitor ini telah menimbulkan minat yang besar untuk digunakan dalam perubatan buah pinggang berasaskan penjanaan semula, tetapi keselamatan penyelenggaraan sel yang tidak dibezakan dalam buah pinggang selepas bersalin adalah topik yang kurang dibincangkan dengan ketara.

Satu bahagian penting dalam penilaian keselamatan ialah pemahaman yang menyeluruh tentang peraturan progenitor yang tinggal tisu. Mekanisme yang membimbing penyelenggaraan dan pembezaan progenitor khusus tisu diaktifkan semula secara menyimpang dalam banyak kanser[4]. Ini amat jelas dalam tumor yang berasal dari embrio seperti tumor Wilms (WT; Rajah 1), medulloblastoma, dan retinoblastoma.

Nefron一unit penapisan berfungsi buah pinggang mamalia一dan stroma buah pinggang berasal daripada mesenkim metanefrik yang mengandungi kumpulan progenitor yang berbeza untuk kedua-dua keturunan[5,6]. Tisu metanephric biasanya hilang sebelum lahir pada manusia tetapi kekal sebagai sebahagian daripada rehat nefrogenik yang tidak dibezakan dalam pesakit tumor Wilms[7,8]. Memahami perbezaan antara nenek moyang yang tinggal tisu biasa dan sel stem penyebab kanser diperlukan untuk menetapkan peringkat bagi pencirian transformasi yang lebih baik yang menukarkan nenek moyang buah pinggang normal kepada sel stem tumor Wilms. Ini pada asasnya boleh membantu dengan meramalkan prognosis penyakit individu dan kemosensitiviti tumor, dengan itu memudahkan stratifikasi pesakit yang lebih baik dan pengenalpastian pesakit yang memerlukan strategi rawatan yang agresif[9]. Kajian ini memberikan gambaran keseluruhan tentangbuah pinggangpembangunan diikuti dengan ringkasan tentang cara pengumpulan duktus dan progenitor nefron menyumbang kepada morfogenesis buah pinggang yang normal untuk memudahkan pemahaman tentang persamaan dan perbezaan asas mereka dengan biologi tumor Wilms.

Rajah 1. Nefroblastomatosis dan tumor Wilms. (A) Contoh manusia selepas bersalinbuah pinggangdengan rehat nefrogenik (asteris) nefroblastomatosis, yang dilihat sebagai sel biru gelap padat padat dalambuah pinggangkorteks. (B) Contoh manusiabuah pinggangdengan morfologi klasik tumor Wilms. Ia menyerupai embriobuah pinggangdengan mempamerkan sel-sel blastemal (B), stromal (S), dan epitelium (arrows), yang, bagaimanapun, gagal untuk menyusun ke dalam struktur tisu tipikal.

Tumor Wilms Tumor Wilms (Rajah 1) ialah salah satu tumor pepejal yang paling biasa pada kanak-kanak dengan kejadian 1:10,000, biasanya muncul sebelum umur lima tahun. Walaupun pilihan rawatan yang baik wujud untuk beberapa jenis tumor histologi dan kadar kemandiriannya adalah baik, jenis lain, seperti tumor Wilms anaplastik, masih mempunyai 5-kelangsungan hidup hanya 50 peratus . Oleh itu, masih terdapat keperluan klinikal yang jelas untuk penambahbaikan pilihan terapi tumor Wilms; untuk mencapai matlamat ini, pemahaman asas yang lebih baik tentang tumor ini adalah penting.Seperti yang disemak secara meluas di tempat lain[7], Tumor Wilms telah menarik minat doktor, pakar patologi, dan ahli genetik kanser untuk masa yang lama. Tumor adalah akibat langsung daripada masalah semasa perkembangan embriobuah pinggang,dan ia adalah salah satu jenis kanser berdasarkan yang Alfred Knudson membangunkan model dua pukulannya untuk gen penindas tumor[10]

tambahan antosianinAKANMEMPERBAIKI PENYAKIT BUAH PINGGANG/BUAH PINGGANG

Buah Pinggang Embrio buah pinggangmorfogenesis ialah contoh klasik interaksi tisu timbal balik yang seimbang[11-13]. Kebanyakan pemahaman asas kami tentang bagaimanabuah pinggangberkembang terbitan daripada eksperimen klasik dalam video Penggabungan semula/induksi tisu dalam organisma model berbeza yang dilengkapi dengan kajian penyahaktifan gen in vivo pada tikus[14,15]. Eksperimen ini telah menunjukkan bahawa mamaliabuah pinggangberasal daripada mesoderm perantaraan, yang menimbulkan tiga buah pinggang berbeza secara spatiotemporal yang dipanggil pro-, meso-, dan metanephros[15—17]. Organogenesis metanephros, definitifbuah pinggang,menggunakan morfogenesis cawangan epithelial ureteric bud (UB) untuk pertumbuhan dan corak organ masa depan, manakala pembezaan nefron berlaku dalam mesenkim metanephric yang baru lahir yang mengelilingi setiap hujung UB (Rajah 2). Setiap UB yang baru dibentuk bertanggungjawab untuk mengekalkan majoriti populasi mesenkim metanephric utuh sambil mendorong subpopulasinya untuk menjalani transformasi mesenkim-ke-epitelium secara berperingkat-peringkat di ketiak epitelium T-bud untuk membentuk nefron berfungsi[18]. Pengulangan terancang kitaran ini dengan cara yang sangat terkawal memastikan penyelenggaraan semua jenis sel yang berkaitan sehingga selesaibuah pinggangorganogenesis.buah pinggangstroma adalah sebahagian daripada populasi mesenchymal yang menutup mesenkim pembentuk nefron dan penting bukan sahaja untuk pembentukan sel mesangial dan interstitium, tetapi juga secara aktif mengambil bahagian dalam peraturan morfogenesis percabangan, dan pembezaan nefron dan vaskular yang betul.[19—24]. Manakala innervation dan pembentukan rangkaian vaskular adalah ciri-ciri penting berfungsibuah pinggangpembangunan dan kajian terkini menunjukkan kehadiran prekursor endothelial dalam eanbrionikbuah pinggang,topik ini tidak dibincangkan di sini (untuk Sesights, lihat[25-33]).

Rajah 2. Ilustrasi bagibuah pinggangketurunan dan asal usulnya. Ilustrasi kiri menunjukkan persembahan skematik embriobuah pinggangdengan tunas ureter bercabang (UB, biru), yang diperoleh daripada penukaran epitelium mesoderm perantaraan yang dipanggil saluran Wolffian. Seperti yang digambarkan dalam skema tengah, putik ureterik dibahagikan kepada kawasan batang dan hujung, di mana hujung mewakili sel yang tidak dibezakan dan batang diduduki oleh sel yang komited pembezaan. Selepas kematangan epitelium, sel-sel duktal yang bersambung dibezakan kepada jenis sel berselang-seli dan utama yang khusus. Mesenchyme metanephric (MM, hijau), yang mengelilingi epitelium UB, garis keturunan digambarkan di sebelah kanan. Mesenchyme metanephric terdiri daripada mesenkim kondensat topi, yang mengandungi progenitor nefron, dan sel stroma. Nefron progenitor dalam kondensat topi menjalani peralihan mesenchyme-to-epitelium untuk memulakan pembezaan semua segmen nefron (glomerulus dan tubuli bersegmen) di ketiak UB. Sel-sel stromal MM membezakan kepadabuah pinggangketurunan stroma.

Mesoderm perantaraan membezakan ke dalam saluran nefrik epitelium (Wolffian) yang kemudiannya tumbuh ke arah hujung posterior embrio dan pada masa yang sama menentukan mesenkim metanefrik di bahagian belakang embrio.[34]. Selepas sambungan ke kloaka (sinus urogenital masa depan), yang berlaku pada hari embrio 10.5 (E10.5) pada tikus, induksi definitifbuah pinggangberlaku apabila saluran nefrik epitelium membentuk tunas tunggal yang tumbuh menjadi mesenkim metanefrik bersebelahan untuk membentuk tunas ureter (UB)[35,36]. buah pinggangperkembangan pada manusia bermula sekitar hari kehamilan 28 hingga 30. Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, lonjakan besar telah dibuat dalam memahami masa perkembangan terperinci manusiabuah pinggangpembezaan dan mekanisme molekul dan morfologinya[37—39]. Kajian-kajian ini menyokong pandangan terdahulu yang ditubuhkan berdasarkan kajian terdahulu bahawa walaupun terdapat beberapa perbezaan,buah pinggangpembezaan pada tikus dan manusia dipelihara dengan baik.

Ia diterima umum bahawa selepasbuah pingganginduksi, tunas dan peristiwa percabangan UB pertama adalah berbeza secara selular dan molekul daripada peristiwa percabangan berikutnya, yang berkait rapat dengan nefrogenesis[40,41]. Sebagai contoh, saluran nefrik yang mengeluarkan UB awal dan UB itu sendiri terdiri daripada epitelium pseudostratified, dan profil transkrip mesenkim metanefrik awal menyimpang daripada mesenkim topi yang mewakili populasi progenitor nefron.(https://www.gudmap.org/chaise/record/#2/RNASeq:Replicate/RID=16-2PQ2(diakses pada 27 Januari 2021))[42-46]. Pembentukan UB awal diikuti dengan pemanjangan, pembesaran hujung UB seterusnya menjadi ampulla, dan akhirnya bercabang-cabang ampula menjadi cabang berbentuk T[41]. Entah bagaimana, walaupun kebanyakan mekanisme tidak diketahui, pembentukan T-bud pertama mewujudkan jentera molekul yang mampu mengekalkan program nefrogenik dalam mesenkim metanephric yang baru lahir sehingga kira-kira minggu kehamilan 30 hingga 32 pada manusia dan hari-hari awal selepas bersalin pada tikus, yang kedua-duanya. berada di luar penghentian morfogenesis percabangan itu sendiri[47-50].

Faktor transkripsi utama yang diperlukan untukbuah pingganginduksi termasuk Eya1, Hox11 paralog A dan D, Pax2, Sall1, Six1, dan Wt1[45,51-55], dan peranan mereka telah disemak secara meluas di tempat lain[56,57]. Ia juga mantap bahawa pengaktifan serentak isyarat tirosin kinase reseptor, terutamanya hiliran faktor neurotropik (GDNF terbitan sel glial), disusun semula semasa pemindahan (RET), dan reseptor faktor pertumbuhan fibroblast (FGF), bersama-sama dengan perencatan. tindakan isyarat protein morfogenetik tulang diperlukan untuk pembentukan UB dan induksi mesenkim metanephric[43,58-60]. Kurang diketahui tentang hubungan pengawalseliaan terperinci antara laluan isyarat dan faktor transkripsi, tetapi faktor transkripsi yang disebutkan di atas, Eya1, paralog Hox11, Pax2, dan Six1 diperlukan untuk ekspresi Gdnf dan dengan itu pengaktifan isyarat RET, yang seterusnya mengantara kesannya melalui faktor transkripsi Etv4 dan -5[43,61-63]. Lebih banyak kerja diperlukan untuk memetakan peranan pengawalseliaan yang tepat bagi laluan isyarat, sasaran transkrip dan kawalan fosfoproteomik kejadian selular semasa awalbuah pingganginduksi.Morfogenesis Bercabang Tunas Ureter Mengatur Embrionikbuah pinggangPertumbuhan dan Pembentukan NefronSelepas pencabangan pertama UB dan penubuhan mesenkim metanefrik, percabangan diteruskan selama 12 kitaran yang berjaya untuk melengkapkan 85 peratus peristiwa percabangan oleh E16.5, selepas itu fasa pemanjangan batang UB dan penyiapan generasi cawangan terakhir berlaku sebelum kelahiran[49,50,64]. Secara selular, percabangan UB berlaku melalui percambahan di kedua-dua hujung dan batang, dengan perbezaan bahawa kitaran sel jauh lebih cepat di hujung berbanding di batang.[63,65]. Pembahagian sel dalam UB menggunakan proses unik mitosis luminal, di mana sel epitelium sebahagiannya menyahlamina dari helaian epitelium untuk membahagi di tapak luminal diikuti dengan penyisipan semula sel ibu dan anak perempuan kembali ke epitelium beberapa sel terpisah antara satu sama lain[66]. Proses sedemikian memerlukan pergerakan selular yang meluas,yang dimungkinkan melalui pembentukan semula lekatan yang dinamik dan berterusan dan sitoskeleton aktin yang diperlukan untuk percabangan normal berkembang[42,63,67—69]. Sebagai tambahan kepada percambahan, pemanjangan dan penipisan batang UB berlaku melalui pembahagian sel berorientasikan dan penyusunan semula selular yang dikenali sebagai lanjutan konvergen[70,71], yang juga berkemungkinan terus menyumbang kepadabuah pinggangpertumbuhan selepas lahir.Gabungan pemodelan matematik dan pengimejan yang sangat tepat telah menghasilkan maklumat baharu yang mencabar pandangan tradisional corak percabangan UB sebagai pengulangan stereotaip bagi bifurkasi dikotomi dengan trifurkasi hujung sekali-sekala dan peristiwa percabangan sisi yang sangat jarang berlaku terutamanya yang diperhatikan dalam budaya.buah pinggang [50,72]. Corak percabangan dwifasa, bergantung pada masa baru-baru ini dicadangkan berdasarkan penemuan bahawa percabangan yang cepat dan boleh dihasilkan semula pada peringkat awal.buah pinggangperkembangan (sehingga E15.5 dalam tikus) diikuti oleh lebih banyak peristiwa percabangan bukan stereotaip yang lebih dekat dengan kelahiran apabila kadar pembentukan hujung baru juga ketara da berkedut[64]. Ini dicadangkan untuk maju secara berkesan menjana kebolehubahan dalam struktur 3D pengambilan UB. Sokongan untuk asimetri dalam percabangan UB wujud[73], tetapi isyarat yang menyumbang 4o perlambatan dan pemberhentian akhirnya morfogenesis UB kekal sukar difahami.

Populasi Progenitor RenalEmbriobuah pinggang,tidak seperti dalam bentuk matangnya, mengandungi sel progenitor yang boleh menghimpunkan keseluruhan saluran pengumpul, tisu penghubung stroma, dan keseluruhan nefron dengan segmen berfungsi (Rajah2) [43,74,75]. Mesenkim metanephric hujung parit UB, tertaed 'cap mesenchyme', adalah sumber nefron {progenitors一populasi sel yang memperbaharui diri semasa setiap pusingan bifurcation hujung UB dan dikekalkan sehingga kehamilan lewat pada manusia dan peringkat awal selepas bersalin dalam tikus, selepas itu sumber nefron baru ini hilang secara tidak dapat dipulihkan[13,47,50]. Nefron progenitor, yang mengelilingi setiap hujung UB, adalah ciri yang terbaikbuah pinggangpopulasi nenek moyang dan dibincangkan secara berasingan dalam bahagian ad esigna ted. Petua UB menjadi tuan rumah satu lagi populasi progenitor embrionik, yang mampu mengisi sistem saluran pengumpul embrio yang matang.buah pinggangtetapi juga sudah hilang secara kekal dalam rahim. Progenitor stroma yang memperbaharui sendiri mengelilingi populasi progenitor nefron dan membezakan kepada iells aesangial dan rrenall ssttrroaall Hneages (Rajah 3) [75].

Rajah 3. Ilustrasi embriobuah pinggang/s populasi sel stem. (A) Pembentangan skematik yang berbezabuah pinggangsel stem dalam relung semula jadi mereka yang terdapat semasa mamaliabuah pinggangorganogenesis. Putik ureter bercabang (UB, biru muda) mempunyai dua petua yang menjadi tuan rumah kepada progenitor saluran pengumpul (CDP, segi empat tepat biru tua). Bersebelahan dengan putik ureter epitelium adalah progenitor nefron (bulatan merah gelap NR), yang terletak di dalam petak mesenchyme (CM) cap mesenchyme metanephric (MM, hijau). Batang nenek moyang nefron bergantung pada penyetempatan mereka dalam hubungan mereka dengan hujung tunas ureterik. Nefron progenitor yang berada di ketiak putik ureter mewakili lebih banyak progenitor nefron yang melakukan pembezaan (CNP, bulatan merah), yang boleh mengocok ke belakang dan ke belakang dari progenitor nefron dalam petak mesenkim topi (NP, bulatan merah gelap). Progenitor nefron yang komited sepenuhnya berakhir kepada agregat peritubular (PA, bola ungu), yang merupakan bentuk prekursor pertama nefron yang membezakan. Sel mesenchymal metanephric kortikal (MM, hijau) yang paling kortikal ialah sel stromal (S), yang juga mengandungi progenitor stromal (SP, segi empat tepat kuning-coklat) yang mengelilingi lapisan paling luar progenitor nefron. (B) Embriobuah pinggangpada hari 14.5 daripada

pembangunan tetikus diwarnai dengan NCAM (merah), yang melabel semua nefron progenitor dan sel progenitor stromal mesenkim metanephric. Pewarnaan CALBINDIN (hijau) menggambarkan epitelium tunas ureter. Anak panah menghala ke anggaran sempadan progenitor nefron-ke-stromal, asterisk menandakan hujung tunas ureter (hijau) di mana progenitor saluran pengumpul berada, dan PA menyempadankan agregat pretubular. (C) Embriobuah pinggangpada hari ke 14.5 perkembangan tetikus diwarnai dengan ENAM (merah jambu), yang menggambarkan secara khusus progenitor nefron sahaja dan calbindin (hijau) melabelkan epitelium tunas ureter. Anak panah menunjuk kepada nenek moyang nefron yang paling kortikal, yang bersentuhan langsung dengan progenitor stroma di sekeliling yang divisualisasikan oleh pewarnaan Hoechst nuklear (biru). Asterisk menandakan hujung tunas ureterik (hijau) di mana progenitor saluran pengumpul berada, berlian menghala ke progenitor nefron yang komited, PA menyempadankan agregat pretubular dan RV adalahbuah pinggangvesikel.

Mengumpul Leluhur SalurTelah diketahui sejak sekian lama bahawa GDNF yang dinyatakan oleh progenitor nefron dalam mesenkim metanephric kedua-duanya diperlukan dan mencukupi untuk pertumbuhan UB dari saluran nefrik.[13,76-80]. Baru-baru ini, isyarat RET yang diaktifkan GDNF telah ditunjukkan untuk menyelaraskan peristiwa selular yang berkaitan dengan mengumpul tingkah laku progenitor saluran[43]. Pengenalpastian Etv4 dan Etv5 sebagai faktor transkripsi yang mengantara kesan isyarat GDNF/RET kepada sel sasaran dalam petua UB bersama-sama dengan eksperimen pelabelan genetik menunjukkan bahawa sejumlah besar pergerakan selular sentiasa berlaku bukan sahaja dalam petua UB tetapi juga dari petua ke kawasan batang[41,42,61-63,81]. Jelas daripada eksperimen chimera bahawa sel epitelium terbitan jenis liar adalah kompeten untuk mengisi hujung dan batang UB, manakala sel kekurangan isyarat RET gagal menetap di hujung. Oleh itu, isyarat GDNF/RET mempengaruhi pergerakan selular dan kedudukan sel individu dalam UB tertentu, menunjukkan bukan sahaja cara sel bergerak dalam epitelium mempengaruhi morfogenesis cawangan UB tetapi juga penyetempatan sel dalam UB sangat mempengaruhi potensinya. .

Isyarat GDNF/RET Mengawal Selia Mengumpul Progenitor Saluran melalui Aktiviti MAPK/ERK

Wawasan lanjut tentang fungsi GNDF dalam peraturan nasib sel UB datang daripada kajian yang menggunakan model tetikus Gdnf, yang tidak mempunyai rantau 3' gen yang tidak diterjemahkan (3'- UTR)[82]. Memasukkan isyarat polyA hormon pertumbuhan lembu yang kuat selepas kodon henti dalam lokus endogen Gdnf menghapuskan fungsi 3'UTR normal dan mengakibatkan pengeluaran berlebihan GDNF endogen pada tahap mRNA dan protein (alel Gdnf-hipermorfik). Ekspresi yang meningkat mungkin disebabkan oleh kekurangan tapak pengikatan untuk mikroRNA dan protein pengikat RNA lain yang biasanya terdapat di kawasan kawal selia tersebut[82,83]. Ekspresi GDNF yang tinggi tetapi spatial utuh dalam tikus mutan menghasilkan petua UB yang sangat berkembang dengan batang pendek yang menimbulkan ureter pendek dan mengembang dengan sambungan yang salah pada pundi kencing[84]. Analisis mutanbuah pinggangmenunjukkan bahawa pembentukan UB primer yang diperbesarkan sekurang-kurangnya sebahagiannya dikaitkan dengan peningkatan mitosis sementara dalam saluran nefrik kaudal pada E10.5, peringkat apabila pembentukan UB primer bermula. Selepas itu, indeks mitosis sel epitelium hujung UB cepat menormalkan serentak dengan lonjakan apoptosis dalam lumen UB. Ini mungkin mencadangkan bahawabuah pinggangmempunyai mekanisme yang wujud yang cuba memulihkan morfologi normal di bawah keadaan patologi. Eksperimen penjejakan selular mendedahkan halangan penghijrahan dalam sel epitelium hujung, yang tersekat di hujung dan gagal mengisi dan memanjangkan batang UB. Ini menunjukkan bahawa GDNF menyokong pengembangan progenitor saluran pengumpulan kerana petua UB kekal diperbesarkan disebabkan oleh kecacatan penghijrahan sepanjang morfogenesis buah pinggang.

Serbuk CISTANCHE AKAN MEMPERBAIKI SAKIT BUAH PINGGANG/PINGGANG

Keputusan kami sendiri menunjukkan bahawa GDNF menjejaskan pengumpulan sel progenitor saluran melalui pengaktifan kinase protein diaktifkan mitogen (MAPK) / kinase dikawal isyarat ekstraselular (ERK)[84]. Ini disokong oleh model mutan RET yang terdahulu, di mana pengaktifan MAPK/ERK telah disekat[85,86]. Hanya perencatan MAPK/ERK, bukan perencatan PI3K/AKT atau SRC, menyelamatkan morfologi hujung UB dan panjang batang dalambuah pinggangdengan GDNF yang meningkat secara endogen. Pengimejan langsung pembangunanbuah pinggangmenyatakan biosensor berasaskan pemindahan tenaga resonans pendarfluor (FRET) untuk ERK telah menunjukkan corak pengaktifan dinamik dengan heterogeniti yang ketara bukan sahaja antara tisu (tips UB vs. mesenkim topi) tetapi juga di kalangan populasi sel yang kelihatan homogen[87]. Heterogeniti dalam pengaktifan MAPK/ERK amat jelas dalam petua UB, di mana pengaktifan MAPK/ERK tinggi dan rendah nampaknya secara rawak bertaburan di antara epitelium, mencadangkan peranan untuk menyusun sel. Penyahaktifan MAPK/ERK genetik khusus UB (Hoxb7Cre;Mek1fl/fl;Mek2-/-) menunjukkan fenotip bertentangan sepenuhnya dengan petua UB yang dikembangkan dalam Gdnf-hypermorphicbuah pinggang, kerana petua kekurangan MAPK/ERK kekal nipis dan gagal berkembang menjadi struktur ampula[88]. Ini menunjukkan keperluan penting pengaktifan MAPK/ERK untuk pembentukan cawangan baharu dalam petua UB, yang memanjang tetapi sangat jarang mengubah arah pertumbuhan, mengakibatkan pokok UB yang terlalu dipermudahkan danbuah pingganghipodisplasia. Dari segi molekul, aktiviti MAPK/ERK kelihatan penting bukan sahaja untuk perkembangan fasa kitaran sel G-to-S tetapi juga lekatan selular yang dimediasi PAXILLIN- dan E-CADHERIN biasa. Memandangkan kepentingan MAPK/ERK dan E-CADHERIN dalam sel stem embrionik[89-92], eksperimen masa hadapan yang menangani hubungan kawal selia mereka dalam konteksbuah pinggangpembangunan boleh memberikan pandangan yang menarik untuk mengumpul peraturan progenitor saluran.

Berdasarkan pemerhatian bahawa percabangan UB hanya berlaku dalam petua dalam kebanyakan kes dan sentiasa menimbulkan petua baharu dengan potensi yang sama dengan cawangan, kajian yang diterangkan di sini mula-mula mewujudkan hipotesis bahawa petua UB berbeza daripada batang. Analisis terperinci kajian pengimejan kemudian mengesahkan bahawa petua UB adalah tapak di mana populasi progenitor untuk mengumpul saluran dan ureter berada. Kajian genetik selanjutnya telah mendedahkan bahawa isyarat Notch diperlukan untuk mencorak pengedaran FOXI1 ditambah prinsipal dan AQP2 ditambah sel-sel interkalasi dalam saluran pengumpul matang manakala beberapa gen tambahan termasuk sekurang-kurangnya methyltransferase Dotll, dan faktor transkripsi p63 dan Tfcp2L1 menyumbang kepada pembezaan seimbang bagi setiap jenis sel[93-100](untuk gambaran keseluruhan yang lebih terperinci, lihat, cth,[101,102]). Ia masih perlu dikaji sama ada mengumpul penyenggaraan dan kehilangan progenitor saluran sebelum kelahiran mempunyai sebarang pautan kepada topologi percabangan UB dwifasa dan bergantung masa yang dilaporkan sebelum ini[64].

Sel Progenitor StromalThebuah pinggangstroma terdiri daripada interstitium, mesangium dan pericytes, yang diperoleh daripada populasi progenitor pembaharuan diri yang positif FOXD1-[103,104]. Nenek moyang stromal juga membezakan sel muralbuah pinggangarteri dan arteriol, serta sel mesangial glomerulus, dengan itu menyumbang dengan ketara kepada fungsi nefron. Sebagai tambahan kepada peraturan transkrip penting yang disediakan oleh sekurang-kurangnya FoxD1, FoxG1, Gata3 dan Pax2, progenitor stromal bergantung pada isyarat Notch[6,19,105-107]. Khususnya, Pax2 nampaknya membentuk sempadan antara nefron dan progenitor stroma untuk menekan identiti stroma secara kritikal, manakala isyarat GATA2 dan RBP-J/Notch, bebas antara satu sama lain, diperlukan untukbuah pinggangperkembangan vaskular. Analisis transkriptom sel tunggal yang lebih terkini bagi garis keturunan FOXD1 daripada embrio tikus E18.5 menunjukkan bahawa, pada peringkat itu, garis keturunan boleh dibahagikan kepada 17 kelompok sel berasingan yang menunjukkan heterogeniti selular yang luar biasa dengan program transkrip yang berbeza memacu ekspresi gen dalam kelompok ini[108]. Analisis semula embrio manusia yang dihasilkan sebelum inibuah pinggangdata sel tunggal mengesahkan bahawa ini bukan fenomena khusus tetikus, kerana walaupun dalam data manusia, yang tidak dipilih secara khusus untuk garis keturunan stroma, 13 kelompok stroma yang berbeza dapat dikenal pasti.

Banyak peranan keturunan stromal ditemui dalam komunikasi dengan keturunan lain. Data awal mengenal pasti isyarat pengantara asid retinoik dari stroma kepada RET dalam tunas ureterik yang mengawal percabangan tunas ureterik[22]. Fenotip bercabang, dikaitkan dengan penurunan regulasi Aldh1a2 (komponen penting dalam laluan sintesis asid retinoik) dan Ret juga diperhatikan dalam kalah mati khusus progenitor stromal Wt1, walaupun cawangan yang terganggu hanya diperhatikan dalam embrionik peringkat kemudian.buah pinggang [23], menunjukkan bahawa ini tidak semestinya peranan progenitor stromal tetapi lebih banyak jenis sel kemudian dalam keturunan stromal. Sebaliknya, ablasi leluhur stroma Foxd1- positif mengakibatkan sekatan pembezaan progenitor nefron dan sebaliknya mengakibatkan mesenkim topi yang berkembang melalui kehilangan pengantaraan FAT4-YAP/TAZ. isyarat yang memperhalusi tindak balas Wnt9b dalam progenitor nefron[109]. Data lain mencadangkan FAT4 mungkin memberi isyarat melalui DCHS1 dan bukannya YAP/TAZ, kerana kalah mati bersyarat Dchs1 dalam progenitor nefron menghasilkan pembesaran yang setanding mesenkim topi, tetapi menarik juga dalam pengurangan cawangan putik ureter.[110,111]. Fenotip bercabang ini dimediasi melalui interaksi langsung FAT4 dan DCHS1 dengan RET, dengan kehilangan Fat4 mengakibatkan lata RET-GFRA1-GDNF yang terlalu aktif[21]. Akhir sekali, Foxd1-Kehilangan kre-mediated Sall1 dalam petak stromal mengakibatkan mesenkim penutup yang diperluas, yang berpotensi melalui kawalan langsung ekspresi Fat4 oleh SALL1[112]; dalam kes ini, kesan pada putik ureter tidak dikaji.

Adalah jelas bahawa sel-sel dari garis keturunan stromal mempunyai kesan langsung pada epitelium (putik ureter) dan keturunan nefrogenik, dengan itu membolehkan perkembangan yang diselaraskan dari keturunan yang berbeza untuk membentuk satu fungsi.buah pinggang. Sama ada fungsi ini dilaksanakan oleh progenitor stromal itu sendiri atau oleh jenis sel kemudian dalam keturunan ini masih perlu ditentukan, tetapi analisis terperinci tentang heterogeniti keturunan ini yang dibincangkan di atas mungkin membolehkan pengenalpastian gen penanda baharu yang boleh digunakan sebagai pemacu Cre untuk mengkaji fenotip ini dengan lebih terperinci.

Nephron ProgenitorsSelepas penubuhan mesenkim metanephric, ia mula-mula berfungsi untuk mewujudkan persekitaran khusus untuk UB utama untuk membentuk dengan tepat pada kedudukan yang betul[113-119]. Mesenkim metanephric kemudiannya menggalakkan permulaan morfogenesis cawangan UB, yang diperlukan untuk kelangsungan hidup dan organisasinya sendiri ke dalam ceruk nefrogenik yang menyediakan sel untuk nefrogenesis sehingga pemberhentian program nefrogenik[5,48,120]. Niche nefrogenik (Rajah 1) ialah struktur kohesif tiga hingga lima lapisan sel, di mana lapisan sel pertama berinteraksi rapat dengan epitelium UB, dan seluruh populasi dikelilingi oleh progenitor dan sel stroma lain. Pengimejan langsung niche memberikan bukti bahawa progenitor nefron sangat motil dan aktif berinteraksi dengan semua progenitor lain dan bahkan boleh melompat dari satu niche ke yang lain.[37,121,122].

Oleh kerana percabangan UB yang berulang, niche nefrogenik menghadapi cabaran morfologi yang berterusan. Pertama, populasi progenitor nefron yang tidak dibezakan, yang pada mulanya merupakan niche seragam yang mengelilingi hujung UB, perlu berpecah kepada dua populasi yang berbeza apabila bercabang hujung. Selepas ini, sel-sel progenitor mesti kekal bersentuhan dengan petua yang baru dijana yang sentiasa memanjang. Sambungan yang diwujudkan oleh subkumpulan progenitor nefron yang paling bersebelahan UB kepada sel hujung UB adalah penting untuk integriti keseluruhan niche. Dari segi molekul, ia dimediasi sekurang-kurangnya melalui integrin a8 (ITGa8), yang dikawal selia apabila bersentuhan dan menyetempat dengan kuat ke membran proksimal yang menyentuh epitelium hujung di mana ia berinteraksi dengan ligan NPNT (nephronectin) yang terdapat di UB[123,124]. Nefron progenitor mengekspresikan banyak protein lekatan tambahan, cth, NCAM1, CDH2, -11 dan CTNND1, yang semuanya berkemungkinan menyumbang kepada kohesi niche[69,125,126].

Cabaran kedua ialah pengasingan sel aktif dalam niche nefrogenik, yang berlaku hanya pada sel tertentu yang tertakluk kepada isyarat pembezaan dalam persekitaran yang penuh dengan isyarat bertindih secara serentak mempromosikan kedua-duanya.pembaharuan diridan pembezaan. Ketiga, jumlah nombor niche dan isipadu gabungannya meningkat menjelang akhir organogenesis, tetapi jumlah sel progenitor nefron dalam setiap niche individu menurun secara serentak. Walaupun ini semua berlaku, setiap niche mesti mengekalkan progenitor yang mencukupi melalui percambahan yang mencukupi, walaupun panjang kitaran sel meningkat dari semasa ke semasa[48,50,127].

Nenek moyang individu mempamerkan penjajaran kolumnar dan bentuk sel memanjang, dengan radas Golgi terletak di separuh bahagian distal sel, tetapi apabila tertanggal dari hujungnya, nenek moyang menggunakan bentuk yang lebih bulat yang mungkin mencerminkan perubahan dinamik dalam lekatan sel mereka.[122,126,128]. Menjelang penghujung kewujudan mereka, penyetempatan progenitor nefron menjadi terhalang pada kedudukan yang lebih sisi ke hujung.[48], mencadangkan penurunan dalam kesan pengawalseliaan UB terhadap organisasi khusus. Selain itu, tanda-tanda penuaan progresif yang jelas dilaporkan dalam progenitor nefron tua vs muda termasuk perbezaan dalam biogenesis ribosom, panjang kitaran sel dan komposisi matriks ekstraselular.[127].

Makanan tambahan CISTANCHEAKAN MENINGKATKAN FUNGSI BUAH PINGGANG/BUAH PINGGANG

Penentu Molekul Nefron ProgenitorsSeperti mengumpul progenitor saluran, progenitor nefron juga mewakili populasi heterogen. Nenek moyang memaparkan perbezaan terutamanya dalam panjang kitaran sel dan profil ekspresi mereka, cth, homeobox 2 (SIX2) berkaitan oculis sinus dan Cbp/p300-transaktivator berinteraksi 1 (CITED1), yang mengaitkan dengan status pembezaan mana-mana nenek moyang[5,129,130]. Mekanisme yang tepat untuk membentuk subkumpulan progenitor yang berbeza secara spasial memerlukan siasatan lanjut, tetapi nampaknya progenitor nefron tidak berkembang secara klon kerana setiap sel anak perempuan tersebar secara stokastik selepas pembahagian sel.[50,122,131]. NP yang paling tidak dibezakan menyatakan tahap SIX2 dan CITED1 yang tinggi, dan mereka memperbaharui sendiri secara perlahan melalui kitaran sel yang berpanjangan. Nenek moyang yang komited tidak lagi menyatakan CITED1 dan mempunyai ENAM lebih rendah, kitaran lebih cepat dan terdedah kepada induksi nefron[50,132]. Walaupun Six2 diperlukan untuk memastikan nenek moyang nefron tidak dibezakan, Cited1, walaupun ketiadaan ahli keluarga terdekatnya, Cited2, nampaknya tidak penting untuk tingkah laku progenitor[5,133,134].

Laporan terkini mencadangkan fleksibiliti tertentu dalam komitmen progenitor nefron kerana progenitor yang menyatakan Wnt4, dan dengan itu diinduksi secara molekul untuk laluan pembezaan, masih boleh melarikan diri daripada struktur prekursor nefron untuk menyertai semula niche yang tidak dibezakan.[135]. Orang yang melarikan diri ini berkelakuan secara tersendiri daripada kebanyakan nenek moyang yang disebabkan kerana mereka mengecilkan ekspresi Wnt4 dan memperoleh semula profil nenek moyang yang mampu menyokong jangka panjang merekapembaharuan dirikapasiti[135,136]. Ini, bersama-sama dengan motilitas keseluruhan yang tinggi, menyokong pandangan rangkaian molekul kompleks dalam peraturan progenitor nefron, di mana tahap isyarat mungkin memainkan peranan yang lebih besar daripada yang dihargai sebelum ini. Malah, perubahan dalam tahap isyarat juga telah dicadangkan untuk menyumbang kepada pemberhentian nefrogenesis, di mana nenek moyang nefron keluar dari ceruk yang tidak dibezakan dengan kelajuan dipercepatkan tanpa menunjukkan penurunan dramatik dalam percambahan atau peningkatan apoptosis.[13,47-50,127,137-139]. Data-data ini menunjukkan bahawa kumpulan progenitor menjadi letih disebabkan peningkatan pembezaan, yang menghabiskan niche progenitor nefron pada hari keempat selepas bersalin pada tikus dan semasa minggu kehamilan terakhir pada manusia.

Penyelenggaraan Nephron Progenitor Bergantung pada Aktiviti Laluan Isyarat KlasikSepanjang dua puluh atau lebih tahun yang lalu, peraturan transkrip penyelenggaraan nefron progenitor dan isyarat induktif yang mencetuskan pembezaan progenitor nefron terhadap nasib nefron telah menjadi tumpuan penyelidikan intensif[34,56,140-142]. Majoriti laluan isyarat yang aktif semasa embriogenesis juga terlibat dalam peraturan progenitor nefron[3,18,58,143]. Peranan berbeza lata intraselular yang diaktifkan hiliran interaksi reseptor ligan hanya akan didedahkan[4,144]. Demi semakan ini, kami akan memberi tumpuan kepada peranan WNT/p-catenin, IGF2/FGF, mikroRNA dan isyarat yang disebabkan oleh mTOR dalam penyelenggaraan dan keletihan progenitor nefron.

Laluan WntEksperimen induksi klasik dan penggunaan agonis/antagonis kimia telah menunjukkan bahawa pengaktifan WNT/p-catenin sementara berfungsi untuk mendorong progenitor nefron yang menetap mesenkim untuk menjalani transformasi mesenchyme-to-epitelium dan seterusnya membezakan ke dalam epitelium nefron.[145-148]. Pandangan ini disokong oleh kajian penyahaktifan gen awal, yang menetapkan keperluan Wnt4 dan Wnt9b untuk pembezaan nefron dan mencadangkan beberapa redundansi berfungsi dengan pengaktifan NOTCH[149-151]. Pengaktifan p-catenin (CTNNB1) melalui penstabilan paksanya dalam ENAM2-progenitor nefron positif mendorong pembezaan nefron, tetapi ia telah ditunjukkan juga mengekalkan kumpulan progenitor nefron yang tidak dibezakan melalui interaksi pengawalseliaan langsung dengan SIX2 dan kerjasama dengan MYC[136,148,152,153]. Tahap pengaktifan isyarat nampaknya menjadi penentu utama hasil selular laluan p-catenin/WNT.

Sehubungan itu, perubahan halus dalam tahap aktiviti isyarat kelihatan secara kritikal menentukan keputusan nasib dalam kumpulan progenitor nefron, kerana Wnt9b juga telah ditunjukkan untuk menyokong penyelenggaraan progenitor dengan mengawal selia percambahan secara positif[154,155]. Satu lagi ligan WNT terbitan UB, Wnt11, adalah penting untuk penyelenggaraan normal progenitor nefron melalui fungsinya dalam pengantaraan interaksi antara progenitor dan sel hujung UB[128]. Modulasi aktiviti isyarat WNT melalui R-spondins 1 dan 3 berkemungkinan terlibat dalam peraturan peringkat isyarat, tetapi mekanisme yang tepat masih perlu dikaji kerana penyahaktifan R-Spondins hanya mempunyai kesan ringan pada penyebaran progenitor.[156]. Penguasaan laluan WNT/p-catenin telah dicabar dalam kajian yang mendedahkan ekspresi komponen isyarat NFAT dan Ca2 ditambah sepanjang nefrogenesis[157-159], tetapi peranan sebenar mereka menunggu bukti berfungsi selanjutnya.

Isyarat Reseptor Tyrosine Kinase yang disebabkan oleh FGFSpesifikasi dan survival keturunan nefrogenik memerlukan isyarat FGF berfungsi[160]. Skrin in vitro ligan yang menyokong progenitor nefron mencadangkan bahawa FGF 1,2,9, dan 20, serta faktor pertumbuhan epidermis (EGF), yang mungkin memerlukan fungsi kerjasama dengan FGF, boleh menggalakkan percambahan mereka.[161]. Kajian penyahaktifan genetik menunjukkan bahawa isyarat hiliran reseptor FGF 1/2, khususnya yang disebabkan oleh FGF9 dan -20, terus menjadi kritikal untuk penyelenggaraanpembaharuan dirikerana penyahaktifan ligan Fgf1 dan -2 sahaja atau dalam kombinasi tidak menjejaskan progenitor nefron[160,162-164]. Begitu juga, seperti yang ditunjukkan untuk keturunan UB, pengawal selia RTK negatif SPROUTY1 berfungsi untuk mengimbangi tahap isyarat positif yang sesuai dalam niche nefrogenik untuk mengawal stemness progenitor.[119,165-168]. Lata intraselular intrinsik populasi yang ditimbulkan hiliran FGFR dalam progenitor nefron termasuk MAPK/ERK, MAPK/JNK dan PI3K[87,121,169-171]. Penyahaktifan khusus progenitor nefron bagi MAPK/ERK (Enam2- TGCtg/ plus ;Mek1fl/fl;Mek2-/-) mengakibatkan progenitor terjejaspembaharuan diridan ketidakselarasan niche progenitor disebabkan oleh ekspresi PAX2 yang berkurangan, yang diperlukan untuk mengekalkan identiti progenitor nefron dan fungsi normal ITGA8-interaksi matriks niche-to-extracellular matriks pengantara[87,105,123,172]. Bersama-sama dengan kecacatan tambahan dalam perkembangan pembezaan prekursor nefron, fenotip penyahaktifan MAPK/ERK progenitor khusus nefron menunjukkan persamaan yang hampir dengan kehilangan FGF8/9/20, menyokong fungsi pentingnya sebagai pengantara bagi pelbagai fungsi isyarat FGF yang mungkin mengambil masa. tempat melalui peraturan PAX2[87,160,162].

Kehilangan Kekal Nefron Progenitor Menamatkan Perkembangan Buah PinggangTelah ditunjukkan bahawa tindakan sinergistik bukan sahaja PI3K dengan isyarat WNT/p-catenin tetapi juga dengan isyarat JNK dan FGF9 yang disebabkan oleh BMP memastikan perkembangan kitaran sel yang betul dan ketumpatan dalam progenitor nefron.[121,138,173]. Walau bagaimanapun, punca molekul yang membawa kepada keletihan progenitor nefron akhir pada penghujung organogenesis hanya akan didedahkan.

Eksperimen nefron ablasi oleh cryoinjury semasa tempoh awal selepas bersalin, apabila nenek moyang nefron masih terdapat dalam tetikusbuah pinggang,menunjukkan bahawa progenitor nefron tambahan tidak boleh direkrut ke tapak kecederaan, dan menyokong pandangan bahawa nombor nefron akhir ditentukan sebelum lahir pada tetikusbuah pinggang [174]. Penerbitan baru-baru ini menunjukkan bahawa sekurang-kurangnya isyarat SMAD yang disebabkan oleh BMP dan sasaran mamalia aktiviti rapamycin (mTOR) mungkin terlibat dalam menentukan masa kehilangan progenitor nefron, manakala komposisi mikro-RNA yang betul jelas diperlukan untuk pengurangan terakhirnya.[138,175-177].

Pada tahun 2015, kumpulan Oxburgh melaporkan bahawa perencatan kimia bagi isyarat BMP/SMAD1/5 oleh LDN-193189 mengakibatkan hiperplastikbuah pinggangdengan lebih banyak nefron daripada yang dirawat dengan kenderaanbuah pinggang [138]. Walaupun mereka mengenal pasti niche progenitor nefron sintetik yang mampu membiak progenitor, perencatan BMP tidak digunakan untuk kultur progenitor nefron jangka panjang atau dalam protokol pembezaan sel stem yang diperolehi.buah pinggangorganoid[138,178-180].

Pengurangan genetik dos perencat mTOR Hamartin (Tsc1) telah ditunjukkan untuk mengekalkan sel NP satu hari lebih lama daripada tikus kawalan dan meningkatkan endowmen nefron sebanyak 25 peratus[175]. Penyelenggaraan nefron yang lebih dramatik selepas bersalin telah dikesan pada tikus yang mengekspresikan protein pengikat RNA yang berlebihan Lin28, yang mengawal ekspresi pelbagai gen sama ada dengan mengikat secara langsung kepada mRNA atau dengan menyekat pemprosesan keluarga Let7-mikroRNA.[177]. Sehubungan itu, penindasan Let-7 itu sendiri memanjangkan jangka hayat nefron progenitor dengan ketara dan menghasilkan peningkatanbuah pinggang berfungsiparameter[176]. Eksperimen ini mencadangkan bahawa peraturan yang dimansuhkan bagi tahap mRNA dan kestabilan yang mengakibatkan peningkatan luas dalam pengaktifan gen boleh mengatasi program pemberhentian biasa nefrogenesis. Walaupun potensi besar untuk memodulasi peraturan mikroRNA, model ini menunjukkan sama ada tumorigenesis langsung atau dikaitkan dengan peningkatan pengaktifan lokus Igf2/H19, yang merupakan onkogen yang paling menonjol dalam pediatrik.buah pinggangkanser yang dikenali sebagai tumor Wilms[181,182].

Punca Tumor WilmsUntuk masa yang lama, satu-satunya gen yang diketahui bermutasi atau dinyahkawalseliakan dalam tumor Wilms ialah WT1, IGF2, dan gen yang dikaitkan dengan isyarat WNT kanonik (CTNNB1, WTX/AMER1), tetapi projek penjujukan berskala besar baru-baru ini telah meluaskan bilangan gen yang dikaitkan dengan tumorigenesis Wilms. Sebagai ulasan terbaru yang sangat baik tentang genetik tumor Wilms tersedia[183], di sini kita menumpukan pada beberapa tema yang lebih besar dan implikasinya untuk memahami biologi tumor Wilms berhubung denganbuah pinggangpembangunan.

Kumpulan pertama gen tumor Wilms semuanya dinyatakan dan terlibat secara langsung dalam kawalan sel progenitor nefron. Gen ini termasuk faktor transkripsi WT1, CTNNB1, SIX1, SIX2, EYA1, dan MYCN. Kesimpulan logik daripada ini ialah gangguan biologi NPC biasa adalah punca utama tumor Wilms.

Kumpulan kedua gen tumor Wilms ialah gen pemproses miRNA (miRNAPGs) yang bertanggungjawab untuk biosintesis miRNA. Kumpulan ini terdiri daripada DROSHA, DICER, DGCR8, XPO5, TARBP2, LIN28, dan DIS3L2. Rasional biologi untuk mutasi mereka dalam tumor Wilms tidak jelas. Walau bagaimanapun, adalah menarik bahawa mutasi dalam proses biologi yang nampaknya penting secara amnya menyebabkan masalah perkembangan yang jelas dan khusus tisu. Adalah menarik untuk melihat sama ada mutasi miRNAPG dalam tumor Wilms mengakibatkan perubahan dalam miRNA atau keluarga miRNA tertentu dan sasaran mereka. Jika ya, ini boleh menunjukkan peranan khusus untuk miRNA ini secara normalbuah pinggangpembangunan.

Tema ketiga yang muncul dalam kumpulan gen tumor Wilms melibatkan tindak balas terhadap kerosakan DNA secara amnya, atau pembaikan kerosakan DNA rantai dua (dsDNA) khususnya, seperti yang ditunjukkan oleh CHEK2, TP53, FANCD1 (BRCA2) dan FANCN (PALB2). ) mutasi. Mutasi dalam gen laluan kerosakan dsDNA terutamanya diketahui terlibat dalam kanser payudara dan ovari. Seperti mutasi miRNAPG, adalah luar biasa untuk mencari pelbagai gen dalam laluan ini bermutasi dalam penyakit perkembangan tertentu seperti tumor Wilms, yang boleh mencadangkan bahawa perkembangan awalbuah pinggang, mungkin khususnya NPC, mempunyai sensitiviti yang tidak dijangka untuk gangguan proses ini.

Bukan sahaja pengenalpastian gen yang bermutasi dalam tumor Wilms dan jenis selnya atau corak ekspresi khusus peringkat boleh menjadi maklumat untuk memahami biologi tumor Wilms, tetapi mutasi yang terdapat dalam gen tertentu juga boleh memegang petunjuk penting. Dalam sesetengah kes, korelasi genotip-fenotip ini menyerupai mutasi titik panas yang diketahui daripada jenis kanser lain atau mencerminkan kawalan penting yang diketahui bagi asid amino, seperti mutasi yang terdapat dalam TP53[184]. Dalam kes lain, rasional di sebalik mutasi khusus yang terdapat dalam tumor Wilms masih tidak jelas. Sebagai contoh, semua mutasi yang terdapat dalam SIX1 dan SIX2 adalah mutasi Q177R. Ini, dengan sendirinya, sudah menunjukkan bahawa ini bukan mutasi kehilangan fungsi yang mudah, kerana kebanyakan mutasi kehilangan fungsi dalam SIX1 menyebabkan sindrom branchiotic (BOS) jenis 3, yang dicirikan oleh anomali gerbang cabang kedua dan kecacatan telinga. menyebabkan kehilangan pendengaran tetapi tiada tumor Wilms atau lain-lainbuah pinggangkelainan[185]. SIX1 dan SIX2 mengekod pengawal selia transkrip, dan analisis lanjut ke atas ENAM1-mutasi Q177R mencadangkan bahawa ia menghasilkan kelonggaran pengikatan DNA khusus jujukan dan ekspresi gen sasaran tambahan yang tidak diaktifkan oleh jenis liar SIX1[184]. Begitu juga, mutasi dalam CTNNB1 mempunyai keutamaan yang mengejutkan untuk mutasi residu serine tertentu[184,186]. Serine 45 adalah salah satu daripada empat residu yang terlibat dalam mengawal kestabilan p-catenin一protein yang dikodkan oleh CTNNB1一tetapi sebab serine 45 lebih disukai terkena tumor Wilms dan bukan tiga residu lain yang bermutasi dalam banyak jenis kanser lain adalah tidak diketahui. Menjelaskan sebab-sebab pemilihan mutasi Darwin yang spesifik dalam tumor Wilms bukan sahaja akan membantu kita memahami punca tumor Wilms dan mungkin memberikan petunjuk untuk peluang terapeutik baru tetapi juga akan menyediakan titik kemasukan genetik yang unik ke dalam mekanisme molekul protein yang terlibat secara umum dan dalambuah pinggangpembangunan khususnya.

Asal-usul Tumor WilmsTidak semua tumor Wilms adalah sama. Jenis histologi yang berbeza dikaitkan dengan gen yang berbeza; sesetengah mutasi boleh didapati secara keutamaan dalam kombinasi dengan mutasi lain tertentu, dan sesetengah mutasi ini boleh memulakan mutasi manakala yang lain boleh terlibat dalam perkembangan tumor[183]. Analisis fungsi yang teliti terhadap mutasi khusus yang terdapat dalam tumor Wilms dalam konteks pembangunanbuah pinggang,menggunakan model haiwan dan/atau organoid, adalah penting untuk memahami biologi tumor Wilms dan implikasinya untuk normalbuah pinggangpembangunan.

Walau bagaimanapun, genetik tumor Wilms hanyalah sebahagian daripada cerita. Satu lagi aspek penting ialah pengenalpastian jenis sel atau peringkat perkembangan di mana mutasi tumor Wilms berlaku dan dipilih, kerana ini menyediakan rangka kerja biologi untuk tumorigenesis. Banyak baris bukti menunjukkan gangguan keturunan nefrogenik sebagai kecacatan utama yang membawa kepada tumor Wilms. Pertama sekali, sisa nefrogenik yang dipercayai sebagai lesi prekursor tumor Wilms secara histologi menyerupai jenis dan struktur sel yang biasanya hanya terdapat dalam pembangunan.buah pinggang [187]. Analisis ungkapan sebelumnya telah mengenal pasti peringkat awal keturunan nefrogenik sebagai asal-usul tumor Wilms[188]. Pemprofilan ekspresi yang lebih meluas mencadangkan bahawa subtipe berbeza dan berbeza secara klinikal boleh dikesan kembali ke peringkat perkembangan yang berbeza dari keturunan nefrogenik.[189]. Sehubungan itu, apabila kami memutasi Wt1 dalam pelbagai peringkat perkembangan nefron dalam tikus kalah mati bersyarat, kami mendapati bahawa corak ekspresi seluruh genom yang terhasil menyerupai subtipe klinikal yang berbeza, dengan penyahaktifan pra-MET Wt1 mengakibatkan corak ekspresi menyerupai WT1- tumor mutan (termasuk tanda-tanda perkembangan tisu ektopik), manakala penyahaktifan selepas MET menyerupai WT1-tumor jenis liar[190]. Semua ini, bersama-sama dengan pengenalpastian mutasi dalam banyak gen, dinyatakan dan penting untuk keturunan nefrogenik awal menjadikan kes yang sangat kuat bahawa gangguan sel-sel ini adalah kecacatan utama yang memulakan tumorigenesis Wilms. Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna bahawa setiap tumor Wilms mempunyai peringkat asal perkembangan yang sama. Adalah sangat mungkin bahawa tumor yang terhasil daripada kelas mutasi yang berbeza, seperti yang dibincangkan di atas, mempunyai asal-usul perkembangan yang berbeza, walaupun dalam keturunan nefrogenik.

Satu lagi cara untuk melihat asal usul tumor Wilms adalah melalui sel stem kansernya. Makmal Dekel menunjukkan bahawa sel stem kanser tumor Wilms ditakrifkan oleh ekspresi NCAM1 dalam kombinasi dengan aktiviti untuk ujian AldeFluor™ (STEMCELL Technologies, Cologne, Jerman). Suntikan hanya 200 sel positif dua kali ganda dalam tikus bogel adalah mencukupi untuk pembentukan tumor dan boleh menyusun semula kerumitan penuh tumor asal[191]. Pengenalpastian penanda sel stem kanser tumor Wilms adalah penting dari sudut pandangan terapeutik, kerana pengarang menunjukkan bahawa merawat tikus yang dipindahkan dengan ubat sitotoksik yang terkonjugasi kepada antibodi NCAM1 dengan cekap dapat membasmi tumor yang dipindahkan. Selepas itu, ditunjukkan bahawa penghantaran berterusan xenograf ini memperkayakan komponen blastemal tumor asal, yang secara seragam menyatakan ENAM2[192]. Ini adalah selaras dengan asal keturunan nefrogenik awal dan mencadangkan bahawa sel stem kanser tumor Wilms ialah versi mutan daripada sel progenitor nefron biasa yang terdapat dalam mesenkim topi yang sedang berkembang.buah pinggang.

Suplemen tablet CISTANCHEAKAN MENINGKATKAN FUNGSI BUAH PINGGANG/BUAH PINGGANG

Pada masa ini, kaveat yang sama mengenai perbezaan potensi antara kelas tumor Wilms yang berbeza wujud seperti yang dibincangkan sebelum ini. Ini bergantung pada mutasi permulaan yang tepat dan juga boleh digunakan pada asal (atau kewujudan) sel punca kanser Wilms, tetapi pemahaman yang lebih baik tentang asal usul sel ini boleh menjadi faktor penting dalam memahami biologi tumor Wilms. Menariknya, kemungkinan untuk membuat organoid daripada tisu epitelium dewasa baru-baru ini juga digunakan padabuah pingganguntuk penjanaan 'tubuloid', manakala penggunaan tisu tumor Wilms dengan protokol yang sama mengakibatkan 'tumoroid'[193]. Telah ditunjukkan bahawa tubuloid berasal dari yang sihatbuah pinggangtisu pesakit tumor Wilms negatif untuk ekspresi ENAM, manakala tumoroid daripada pesakit yang sama menunjukkan ekspresi ENAM yang tinggi. Adalah menarik untuk melihat sama ada populasi sel stem kanser tumor Wilms (NCAM plus /Aldefluor plus atau lain-lain) terlibat dalam pembentukan tumoroid ini dan jika teknik ini boleh digunakan sebagai alternatif in vitro untuk mengenal pasti sel tersebut.

Sejak kebelakangan ini, data telah terkumpul untuk menyuarakan lagi idea bahawa sel tumor Wilms asal hanyalah sel progenitor nefron yang mengambil tumor Wilms yang memulakan mutasi. Sebagai contoh, analisis teliti sampel tumor Wilms untuk penanda embrio yang berbezabuah pinggangjenis sel mencadangkan bahawa sel UB juga boleh ditemui dalam tumor[194]. Perkara yang sama ditemui oleh Young et al.[195], yang membandingkan data RNA-seq sel tunggal daripada berbezabuah pinggangjenis kanser, termasuk tumor Wilms, kepada sel daripada normalbuah pinggang, termasuk embriobuah pinggang.Ini mengesahkan asal perkembangan tumor Wilms tetapi juga mengenal pasti ekspresi gen khusus sel UB dalam tumor. Sama menariknya ialah pemerhatian bahawa dalam model tetikus dengan pengaktifan onkogenik p-catenin dalam keturunan stromal, garis keturunan nefrogenik secara tidak langsung terjejas, menghasilkan model yang lebih menyerupai tumor Wilms berbanding ketika pengaktifan dilakukan secara langsung dalam keturunan nefrogenik.[196]. Menariknya, fenomena yang sama diperhatikan dalam saluran gastrousus, di mana mutasi dalam Lkb1 mengakibatkan tumorigenesis hanya apabila dinyatakan secara strom.[197].

Terdapat beberapa penjelasan yang mungkin untuk pemerhatian ini. Satu penjelasan mungkin bahawa tumor Wilms, atau sekurang-kurangnya sebahagian daripadanya, berasal dari peringkat perkembangan yang lebih awal daripada yang dipercayai pada masa ini, seperti mesenkim metanephric apabila beberapa gen tumor Wilms dengan peranan kawalan NPC penting telah dinyatakan, dan berpotensi sebelum ini. pemisahan garis keturunan epitelium, nefrogenik, dan stroma untuk menjelaskan kemasukan sel tunas ureter dalam tumor. Sebagai alternatif, asal dan punca tumor Wilms boleh diperoleh daripada komunikasi yang terganggu antara keturunan dan bukannya kesan autonomi sel daripada mutasi yang memulakan. Senario sedemikian, dan lain-lain yang mungkin sama mungkin, menunjukkan kesukaran dalam cuba menyimpulkan asal usul tumor Wilms daripada produk akhir, tumor akhir. Harus diingat bahawa mutasi permulaan tumor Wilms berlaku semasa proses perkembangan pesat, dan walaupun setiap tumor Wilms adalah 'kes perkembangan terganggu'[198], gangguan ini mungkin tidak mengakibatkan sekatan serta-merta. Jika sel-sel mutan tidak disekat serta-merta, kita tidak boleh menganggap bahawa ia akan terus berkembang seperti biasa.

Pemodelan berhati-hati bagi mutasi yang berbeza dalam konteks perkembangan normal mereka diperlukan untuk memahami sepenuhnya dari mana tumor Wilms berasal. Model haiwan akan menjadi penting untuk ini, walaupun ini secara teknikalnya mencabar (seperti yang dibincangkan dalam[7]). Sebagai alternatif, terbitan iPSC manusiabuah pinggangorganoid dengan penyimpangan genetik yang meniru yang terdapat dalam tumor Wilms boleh terbukti berguna, tetapi masih perlu dilihat sama ada keadaan kultur terkawal yang direka untuk pembezaan organoid membolehkan sel dengan mutasi tumor Wilms melakukan perkara yang sama seperti yang akan dilakukan dalam keadaan sebenar.buah pinggang. Gabungan pendekatan in vivo dan in vitro/organoid mungkin diperlukan untuk memahami sepenuhnya asal-usul perkembangan tumor Wilms.

KesimpulanYang sedang membangunbuah pinggangkekal sebagai model penting untuk mengkaji banyak aspek perkembangan organ mamalia, dan kebanyakan laluan dan proses biologi adalah penting untuk perkembangan organ yang betul. Khususnya, kawalan sel stem dan progenitor menyediakan hubungan penting antara biologi perkembangan asas, perubatan regeneratif, dan penyakit. Memahami biologi tumor Wilms dan asal-usulnya bukan sahaja akan meningkatkan pilihan klinikal untuk rawatan tetapi juga akan menyediakan sistem eksperimen semulajadi ke dalam tingkah laku sel stem ini semasabuah pinggangpembangunan.