После повреждения ткани клетки фибробластов активируются, делятся и играют ключевую роль как в восстановлении тканей, так и в патологическом рубцевании – фиброзе, – которое может приводить к органной недостаточности.
Исследователи Вандербильта теперь обнаружили, что, в отличие от преобладающей догмы, фибробласты не все одинаковы; вместо этого у них есть отличительные функции после повреждения тканей.
"Наша работа предлагает новый взгляд на существующее в настоящее время мнение о том, что фибробласты представляют собой единую популяцию клеток, работающих одинаково для координации заживления ран," сказал Пэмпи Янг, доктор медицины, доктор философии.D., адъюнкт-профессор патологии, микробиологии и иммунологии.
Результаты, опубликованные в Nature Communications, предполагают, что можно предотвратить патологическое рубцевание фибробластов без нарушения функций, необходимых для заживления ран.
Янг, главный врач Американского Красного Креста, и Сарика Сарасвати, доктор философии.D., доцент-исследователь кафедры патологии, микробиологии и иммунологии, сосредоточился на понимании того, как органы восстанавливаются после травм.
Они знали, что, хотя активированные фибробласты кажутся гетерогенными, большинство исследований функциональных ролей рассматривали клетки как гомогенные образования.
"Нашей целью было выявить и понять функциональные различия основных подтипов фибробластов после травм," Сарасвати сказал.
Исследователи оценили паттерны экспрессии двух маркерных белков, экспрессируемых в фибробластах, активированных повреждением: специфический для фибробластов белок 1 (FSP1) и альфа-актин гладких мышц (альфаSMA) на мышиных моделях повреждения сердца, кожи и почек, а также в тканях сердца человека, собранных после сердечные приступы.
Они обнаружили, что FSP1 и alphaSMA экспрессируются отдельными клетками фибробластов после повреждения ткани и что фибробласты FSP1 присутствуют на участках ран раньше, чем фибробласты alphaSMA. Предыдущие исследования характеризовали alphaSMA как признак патологического фиброза.
Чтобы изучить молекулярные и функциональные особенности этих подтипов фибробластов, исследователи выделили клетки FSP1 и alphaSMA из мышиных моделей повреждения сердца.
Они обнаружили, что фибробласты FSP1 имеют проангиогенную (стимулирующую кровеносные сосуды) экспрессию генов и белковые профили. В анализе заживления ран in vivo клетки FSP1 способствовали развитию кровеносных сосудов.
В совокупности сигнатура гена и функциональные данные подтверждают роль фибробластов FSP1 в привлечении иммунных клеток к участкам ран, клеточной пролиферации и ангиогенезе.
Исследователи отметили, что эти характеристики отличают подтип фиброластов FSP1 от профиброзных фибробластов alphaSMA.
"Это исследование проясняет молекулярную и функциональную уникальность двух различных и распространенных подтипов фибробластов после травм и начинает заполнять критический пробел в наших знаниях о роли фибробластов в заживлении и фиброзе," Сарасвати сказал.
"Мы надеемся, что более глубокое понимание подтипов фибробластов обеспечит новую парадигму лечения фиброза органов."