تطور الكلى الجنيني ، الخلايا الجذعية وأصل ورم ويلمز

اتصال:joanna.jia@wecistanche.com/ واتساب: 008618081934791

الملخص:الثدييات البالغةالكلىهو عضو يتجدد بشكل سيئ ويفتقر إلى الخلايا الجذعية التي يمكنها تجديد التوازن الوظيفي بشكل مشابه ، على سبيل المثال ، الجلد أو نظام المكونة للدم. على عكس الناضجةالكلى،الجنينالكلىتستضيف ثلاثة أنواع على الأقل من الخلايا الجذعية الخاصة بالنسب والتي تؤدي إلى (أ) نظام الحالب ومجاري التجميع ، (ب) النيفرون ، و (ج) الخلايا المسراق مع النسيج الضام للسدى. وقد أُثير اهتمام كبير تجاه هذه الخلايا الجنينية السلفية ، والتي تُفقد عادةً قبل الولادة عند البشر ولكنها تظل جزءًا من المساند الكلوية غير المتمايزة في طب الأطفال.كلويورم سرطان ويلمز. هنا ، نناقش الفهم الحالي لـالكلى- تنظيم السلف الجنيني المحدد في البيئة الفطرية للكلى النامية وأنواع الاضطرابات في تنظيمها المتوازن التي تؤدي إلى تكوين ورم ويلمز.

الكلمات الدالة:الكلى؛ تكوين الأعضاء. سرطان الأطفال الخلايا الجذعية؛ التفاضل؛ التجديد الذاتي ، الكلوي

مقدمةتشكل الخلايا الجذعية أساسًا أساسيًا ليس فقط للتطور الطبيعي واستتباب الأنسجة ولكن أيضًا لتكوين الأورام. كلية الثدييات البالغة خالية في الغالب من الخلايا الجذعية وبالتالي تعتبر عضوًا غير متجدد ، خاصةً عندما يتم تحديد التجديد من خلال القدرة على توليد نيفرونات جديدة واستعادة قدرة الترشيح[1]. على عكس ذلك ، تستضيف الكلية الجنينية ثلاثة أنواع على الأقل من الخلايا الجذعية الخاصة بالنسب (يشار إليها هنا بالخلايا السلفية) التي تؤدي إلى ظهور نظام مجاري الحالب والتجميع ، والنيفرون ، والنسيج الضام للسدى.[2,3]. أثارت هذه الخلايا السلفية اهتمامًا كبيرًا لاستخدامها في الطب الكلوي القائم على التجديد ، ولكن سلامة الحفاظ على الخلايا غير المتمايزة في الكلى بعد الولادة هي موضوع أقل نقاشًا بشكل ملحوظ.

جزء لا يتجزأ من تقييم السلامة هو الفهم الشامل لتنظيم السلف الذي يقي الأنسجة. يتم إعادة تنشيط الآليات التي توجه صيانة وتمايز السلالات الخاصة بالأنسجة بشكل شاذ في العديد من السرطانات[4]. هذا واضح بشكل خاص في الأورام المشتقة من الجنين مثل ورم ويلمز (WT ؛ الشكل 1) والورم الأرومي النخاعي والورم الأرومي الشبكي.

النيفرون وحدات الترشيح الوظيفية لكلى الثدييات والسدى الكلوي مشتق من اللحمة المتوسطة الكلوية التي تحتوي على أحواض سلفية مميزة لكلا السلالتين[5,6]. يُفقد النسيج الميتانفيري عادةً قبل الولادة عند البشر ، ولكنه يظل جزءًا من المساند الكلوية غير المتمايزة في مرضى ورم ويلمز[7,8]. إن فهم الفروق بين الخلايا الجذعية المقيمة للأنسجة الطبيعية والخلايا الجذعية المسببة للسرطان أمر مطلوب لتمهيد الطريق لتوصيف أفضل للتحولات التي تحول أسلاف الكلى الطبيعية إلى خلايا جذعية لورم ويلمز. قد يساعد هذا بشكل أساسي في التنبؤ بالتشخيص الفردي للمرض والحساسية الكيميائية للأورام ، وبالتالي تسهيل التقسيم الطبقي للمريض بشكل أفضل وتحديد المرضى الذين يحتاجون إلى استراتيجيات علاج قوية[9]. تقدم هذه المراجعة لمحة عامة عنالكلىمتبوعًا بملخص لكيفية مساهمة أسلاف مجاري الهواء والكليونات في التشكل الكلوي الطبيعي من أجل تسهيل فهم أوجه التشابه والاختلاف الأساسية مع بيولوجيا ورم ويلمز بشكل أفضل.

الشكل 1. ورم أرومي كلوي ورم ويلمز. (أ) مثال على الإنسان بعد الولادةالكلىمع مساند كلوية المنشأ (العلامات النجمية) للورم الأرومي الكلوي ، والتي يُنظر إليها على أنها خلايا زرقاء داكنة معبأة بإحكام فيكلويالقشرة. (ب) مثال على الإنسانالكلىمع التشكل الكلاسيكي لورم ويلمز. إنه يشبه الجنينالكلىمن خلال إظهار الخلايا البائية (B) ، والخلايا اللحمية (S) ، والخلايا الظهارية (الصفوف) ، والتي ، مع ذلك ، تفشل في التنظيم في هياكل الأنسجة النموذجية.

ويلمز ورم أورام ويلمز (الشكل 1) هي واحدة من أكثر الأورام الصلبة شيوعًا عند الأطفال بمعدل حدوث 1:10 ، 000 ، وتظهر عادةً قبل سن الخامسة. على الرغم من وجود خيارات علاج جيدة لبعض أنواع الأورام النسيجية ومعدلات بقائها جيدة ، إلا أن الأنواع الأخرى ، مثل أورام ويلمز الكشمية ، لا تزال 5- على قيد الحياة بنسبة 50 بالمائة فقط. لذلك ، لا تزال هناك حاجة سريرية واضحة لتحسين الخيارات العلاجية لورم ويلمز. لتحقيق ذلك ، من الضروري فهم أساسي أفضل لهذه الأورام.كما استعرض على نطاق واسع في مكان آخر[7]لقد كانت أورام ويلمز تثير اهتمام الأطباء وعلماء الأمراض وعلماء الجينات السرطانية لفترة طويلة. الأورام هي نتيجة مباشرة لمشاكل أثناء التطور الجنيني للالكلى،وكان أحد أنواع السرطانات التي استند إليها ألفريد كنودسون في تطوير نموذجه ذي الضربتين للجينات الكابتة للورم.[10]

مكمل الأنثوسيانينإرادةتحسين أمراض الكلى / الكلى

الكلى الجنينية الكلىالتشكل هو مثال كلاسيكي على تفاعلات الأنسجة المتبادلة المتوازنة[11-13]. الكثير من فهمنا الأساسي لكيفية عملالكلىيطور مشتقًا من التجارب الكلاسيكية في إعادة تركيب الأنسجة / الحث في الفيديو في كائنات نموذجية مختلفة تكملها دراسات تثبيط الجينات في الجسم الحي في الفئران[14,15]. وقد أثبتت هذه التجارب أن الثديياتالكلىمشتق من الأديم المتوسط ​​الوسيط ، والذي يؤدي إلى ظهور ثلاث كلى متميزة زمانيًا مكانيًا تسمى pro- و meso- و metanephros[15—17]. تكوين الأعضاء من metanephros ، نهائيالكلى،يستخدم التشكل المتفرّع برعم الحالب الظهاري (UB) من أجل نمو وتشكيل العضو المستقبلي ، بينما يحدث تمايز النيفرون في اللحمة المتوسطة الكلوية الناشئة التي تحيط بكل طرف UB (الشكل 2). كل UB تم تشكيله حديثًا هو المسؤول عن الحفاظ على غالبية سكان اللحمة المتوسطة الكلية سليمة أثناء تحفيز سكانها على الخضوع لعملية تحول تدريجي من اللحمة المتوسطة إلى الظهارة في الإبط من ظهارة T-bud لتشكيل نيفرون وظيفي[18]. يضمن التكرار المنظم لهذه الدورة بطريقة منظمة للغاية الحفاظ على جميع أنواع الخلايا ذات الصلة حتى الانتهاء منالكلىتكوين الأعضاء.كلويالسدى هو جزء من مجموعة اللحمة المتوسطة التي تغطي اللحمة المتوسطة المكونة للكلى وهي ضرورية ليس فقط لتكوين خلايا ميسانجيل وخلايا الخلالي ، ولكنها تشارك أيضًا بنشاط في تنظيم التشكل المتفرّع ، والتمايز المناسب بين النيفرون والأوعية الدموية[19—24]. في حين أن تكوين شبكة التعصيب والأوعية الدموية من السمات الأساسية للوظيفةالكلىالتنمية والدراسات الحديثة تشير إلى وجود السلائف البطانية nf في eanbryonicالكلى،لم تتم مناقشة هذه المواضيع هنا (من أجل Sesights ، انظر[25-33]).

الشكل 2. الشكل التوضيحي لالكلىالأنساب وأصولها. يُظهر الرسم التوضيحي الأيسر عرضًا تخطيطيًا للجنينالكلىمع برعم الحالب المتشعب (UB ، أزرق) ، وهو مشتق من التحويل الظهاري للأديم المتوسط ​​الوسيط المسمى قناة ولفيان. كما هو موضح في المخطط الأوسط ، ينقسم برعم الحالب إلى مناطق الجذع والطرف ، حيث تمثل الأطراف خلايا غير متمايزة وتشغل الخلايا الجذعية التمايز. عند نضوج الظهارة ، تتمايز الخلايا الأقنية الموصلة إلى أنواع خلايا مقسمة وأساسية متخصصة. اللحمة المتوسطة Metanephric (MM ، الأخضر) ، والتي تحيط بـ UB الظهارية ، تم تصوير الأنساب على اليمين. تتكون اللحمة المتوسطة Metanephric من اللحمة المتوسطة المكثفة للغطاء ، والتي تحتوي على أسلاف النيفرون ، والخلايا اللحمية. تخضع أسلاف النيفرون في مكثف الغطاء لانتقال اللحمة المتوسطة إلى الظهارة لبدء التمايز بين جميع أجزاء النيفرون (الكبيبات والنبيبات المجزأة) في إبط UB. تتمايز الخلايا اللحمية لـ MM إلىكلويالأنساب السدى.

يتمايز الأديم المتوسط ​​إلى القناة الكلوية الظهارية (ولفيان) التي تنمو لاحقًا باتجاه النهاية الخلفية للجنين وتحدد في نفس الوقت اللحمة المتوسطة الكلوية في الجزء الخلفي من الجنين[34]. بعد الاتصال بالعُرْق (الجيوب البولي التناسلي المستقبلي) ، والذي يحدث في اليوم الجنيني 10.5 (E10.5) في الفئران ، يتم تحريض القاطع النهائيالكلىيحدث عندما تشكل القناة الكلوية الظهارية برعمًا واحدًا ينمو في اللحمة المتوسطة الكلوية المجاورة لتأسيس برعم الحالب (UB)[35,36]. الكلىيبدأ التطور في البشر في حوالي أيام الحمل من 28 إلى 30. على مدى العامين الماضيين ، تم تحقيق قفزات كبيرة في فهم توقيت النمو التفصيلي للإنسانالكلىالتمايز وآلياته الجزيئية والصرفية[37—39]. تدعم هذه الدراسات الرأي السابق الذي تم إنشاؤه بناءً على دراسات سابقة بأنه على الرغم من بعض الاختلافات ،كلويالتمايز في الفئران والبشر محفوظ جيدًا.

من المقبول عمومًا أنه بعد ذلكالكلىالاستقراء ، وحدث التبرعم وأول حدث تفريعي UB متميزان خلويًا وجزيئيًا عن الأحداث المتفرعة اللاحقة ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتكوين الكلية[40,41]. على سبيل المثال ، تتكون القناة الكلوية التي تعطي UB الأولي و UB نفسها من ظهارة مُطَبَّقَة كاذبة ، ويتباعد ملف تعريف النسخ من اللحمة المتوسطة metanephric المبكرة عن تلك الخاصة باللحمة المتوسطة للغطاء التي تمثل السكان السلف النيفرون(https://www.gudmap.org/chaise/record/#2/RNASeq:Replicate/RID=16-2PQ2(تم الوصول إليه في 27 يناير 2021))[42-46]. يتبع تشكيل UB الأولي استطالة ، والتوسع اللاحق لطرف UB إلى أمبولة ، وأخيراً تشعب الأمبولة إلى فروع على شكل حرف T.[41]. بطريقة ما ، على الرغم من وجود آليات غير معروفة في الغالب ، فإن تكوين أول برعم T ينشئ آلية جزيئية قادرة على الحفاظ على البرنامج الكلوي في اللحمة المتوسطة الكلوية الناشئة حتى أسبوع الحمل تقريبًا من 30 إلى 32 في البشر وأيام ما بعد الولادة المبكرة في الفئران ، وكلاهما هي خارجة عن توقف التشكل المتفرّع نفسه[47-50].

عوامل النسخ الرئيسية المطلوبة لالكلىيشمل الاستقراء Eya1 و Hox11 paralogues A و D و Pax2 و Sall1 و Six1 و Wt1[45,51-55]، وتم مراجعة أدوارهم على نطاق واسع في مكان آخر[56,57]. من المعروف أيضًا أن التنشيط المتزامن لإشارات مستقبلات التيروزين كيناز ، خاصةً في اتجاه مجرى عامل التغذية العصبية المشتق من خط الخلية الدبقية (GDNF) ، الذي أعيد ترتيبه أثناء انتقال العدوى (RET) ، ومستقبلات عامل نمو الأرومة الليفية (FGF) ، جنبًا إلى جنب مع المثبط إجراءات إشارات البروتين المورفوجيني العظمي مطلوبة لتكوين UB وتحريض اللحمة المتوسطة الكلوية[43,58-60]. لا يُعرف الكثير عن العلاقات التنظيمية المفصلة بين مسارات الإشارات وعوامل النسخ ، ولكن لعوامل النسخ المذكورة أعلاه ، Eya1 و Hox11 paralogues و Pax2 و Six1 مطلوبة لتعبير Gdnf وبالتالي تنشيط إشارات RET ، والتي بدورها يتوسط آثاره من خلال عوامل النسخ Etv4 و -5[43,61-63]. هناك حاجة إلى مزيد من العمل بشكل كبير لتعيين الأدوار التنظيمية الدقيقة لمسارات الإشارات وأهداف النسخ والتحكم الفوسفوبروتيومي للأحداث الخلوية خلال الفترة المبكرةالكلىاستقراء.برعم الحالب المتفرعة ينظم الجنينالكلىالنمو وتكوين النيفرونبعد أول تشعب UB وإنشاء اللحمة المتوسطة الكلوية ، يستمر التفرع لمدة 12 دورة ناجحة لإكمال 85 في المائة من أحداث التفرع بحلول E16.5 ، وبعد ذلك تحدث مرحلة استطالة جذع UB واستكمال الأجيال الفرعية النهائية قبل الولادة[49,50,64]. من الناحية الخلوية ، يحدث تفرع UB من خلال التكاثر في كل من الأطراف والجذوع ، مع اختلاف أن دورات الخلايا تكون أسرع بشكل ملحوظ في الأطراف منها في الجذوع[63,65]. تستخدم الانقسامات الخلوية في UB عملية فريدة من الانقسام اللمعي ، حيث تنفصل الخلايا الظهارية جزئيًا عن الصفيحة الظهارية لتنقسم في الموقع اللمعي متبوعًا بإعادة إدخال خلايا الأم والابنة مرة أخرى إلى الظهارة بضع خلايا متباعدة عن بعضها البعض[66]. تتطلب هذه العملية حركات خلوية واسعة النطاق ،التي أصبحت ممكنة من خلال إعادة التشكيل الديناميكي والمستمر للالتصاقات والهيكل الخلوي الأكتيني المطلوب للتفرع الطبيعي للتقدم[42,63,67—69]. بالإضافة إلى الانتشار ، يحدث استطالة جذع UB والترقق من خلال الانقسامات الخلوية الموجهة وإعادة الترتيب الخلوي المعروف باسم الامتداد المتقارب[70,71]، والتي من المحتمل أيضًا أن تستمر في المساهمة فيالكلىالنمو بعد الولادة.أنتج مزيج من النمذجة الرياضية والتصوير عالي الدقة معلومات جديدة تتحدى النظرة التقليدية لنمط التفرع UB كونه تكرارًا نمطيًا للتشعبات ثنائية التفرع مع تفرع طرفي عرضي وأحداث متفرعة جانبية نادرة جدًا لوحظت بشكل رئيسي في المستنبت.الكلى [50,72]. تم مؤخرًا اقتراح نمط تفريعي ثنائي الطور يعتمد على الوقت استنادًا إلى النتائج التي تشير إلى أن التفرع السريع والقابل للتكرار خلال الفترة المبكرةالكلىيتبع التطور (حتى E15.5 في الفئران) المزيد من الأحداث المتفرعة غير النمطية التي تقترب من الولادة عندما يكون معدل تكوينات الأطراف الجديدة أيضًا متجعدًا بشكل كبير[64]. يقترح هذا لتوليد تقلبات تدريجية في الهيكل ثلاثي الأبعاد لأخذ UB. يوجد دعم لعدم التناسق في تفريع UB[73]، ولكن الإشارات التي تساهم 4o في التباطؤ والوقف النهائي لتشكل UB تظل بعيدة المنال.

السكان السلف الكلويالجنينالكلى،على عكس شكله الناضج ، يحتوي على خلايا سلفية يمكنها تجميع مجرى التجميع بالكامل ، والنسيج الضام للسدى ، والنيفرون بأكمله بأقسامه الوظيفية (الشكل2) [43,74,75]. إن اللحمة المتوسطة الكلوية المتاخمة لطرف UB ، هي مصدر النيفرون {السلالات - مجموعة الخلايا التي تتجدد ذاتيًا خلال كل جولة من تشعب طرف UB ويتم الحفاظ عليها حتى تأخر الحمل في الإنسان ومراحل ما بعد الولادة المبكرة في الفئران ، وبعد ذلك يتم فقدان هذا المصدر من النيفرون الجديد بشكل لا رجعة فيه[13,47,50]. أسلاف النيفرون ، التي تحيط بكل طرف UB ، هي الأفضل تميزًاكلويالسكان السلف وتتم مناقشتها بشكل منفصل في قسم تيد الإعلانية. تستضيف أطراف UB سلفًا جنينيًا آخر من السكان ، والذي يكون قادرًا على نشر نظام مجاري التجميع للناضجةالكلىولكنه فُقد بالفعل بشكل دائم في الرحم. تحيط أسلاف اللحمية ذاتية التجديد بمجموعة أسلاف النيفرون وتتمايز إلى آيل أسانغي ورينال ستروال هنيجس (الشكل 3) [75].

الشكل 3. الشكل التوضيحي للجنينالكلى/ ق مجموعات الخلايا الجذعية. (أ) عرض تخطيطي لمختلفالكلىالخلايا الجذعية في منافذها الفطرية الموجودة خلال الثديياتكلويتكوين الأعضاء. يحتوي برعم الحالب المتشعب (UB ، أزرق فاتح) على طرفين يستضيفان أسلاف مجاري الهواء المجمعة (CDP ، مستطيلات زرقاء داكنة). مباشرة بجوار برعم الحالب الظهاري توجد أسلاف النيفرون (دوائر حمراء داكنة NR) ، والتي تقع في حجرة اللحمة المتوسطة للغطاء (CM) من اللحمة المتوسطة الكلية (MM ، الأخضر). يعتمد جذوع أسلاف النيفرون على توطينهم في علاقتهم بنصائح برعم الحالب. تمثل أسلاف النيفرون الموجودة في إبط برعم الحالب أكثر سلالات النيفرون الملتزمة بالتمايز (CNP ، الدوائر الحمراء) ، والتي يمكن أن تتحرك ذهابًا وإيابًا من أسلاف النيفرون في حجرة اللحمة المتوسطة للغطاء (NP ، دوائر حمراء داكنة). ينتهي الأمر بأسلاف النيفرون الملتزمة تمامًا إلى تكتلات حول الأنبوب (PA ، كرات أرجوانية) ، والتي تعد أول أشكال السلائف للتمييز بين النيفرونات. أكثر خلايا اللحمة المتوسطة القشرية (MM ، الخضراء) هي الخلايا اللحمية (S) ، والتي تحتوي أيضًا على أسلاف اللحمية (SP ، مستطيلات صفراء بنية) تحيط بالطبقة الخارجية من أسلاف النيفرون. (ب) جنينيالكلىفي اليوم 14.5 من

تطور الفأر ملطخ بـ NCAM (أحمر) ، والذي يصنف جميع الخلايا السلفية النيفرون والخلايا السلفية اللحمية في اللحمة المتوسطة الكلوية. تلطيخ CALBINDIN (أخضر) يصور ظهارة برعم الحالب. تشير الأسهم إلى حد تقريبي لسلف النيفرون إلى اللحمية ، وتمييز العلامات النجمية برعم الحالب (الأخضر) حيث توجد أسلاف مجاري التجميع ، ويحدد PA الركام قبل الأنبوب. (ج) جنينيالكلىفي اليوم 14.5 من تطور الفأر ملطخًا بـ SIX2 (وردي) ، والذي يصور على وجه التحديد أسلاف النيفرون فقط وتسميات كالبيندين (الخضراء) ظهارة برعم الحالب. تشير الأسهم إلى أكثر أسلاف النيفرون القشرية ، والتي تكون على اتصال مباشر مع أسلاف اللحمة المحيطة التي تم تصورها بواسطة تلطيخ Hoechst النووي (الأزرق). تشير العلامات النجمية إلى أطراف برعم الحالب (الخضراء) حيث توجد أسلاف مجاري التجميع ، ويشير الماس إلى أسلاف النيفرون الملتزمون ، ويحدد PA الركام قبل الأنبوب و RV هوكلويحويصلة.

جمع أسلاف مجاري الهواءلقد كان معروفًا منذ فترة طويلة أن GDNF التي تعبر عنها أسلاف النيفرون في اللحمة المتوسطة الكلوية ضرورية وكافية لنمو UB من القناة الكلوية[13,76-80]. في الآونة الأخيرة ، تم إثبات أن إشارات RET التي يتم تنشيطها بواسطة GDNF لتنسيق الأحداث الخلوية المتعلقة بجمع سلوكيات سلف القناة[43]. أظهر تحديد Etv4 و Etv5 كعوامل نسخ تتوسط تأثيرات إشارات GDNF / RET على الخلايا المستهدفة في نصائح UB جنبًا إلى جنب مع تجارب وضع العلامات الجينية أن عددًا كبيرًا من الحركات الخلوية تحدث باستمرار ليس فقط داخل نصائح UB ولكن أيضًا من نصائح لمناطق الجذع[41,42,61-63,81]. يتضح من تجارب الوهم أن الخلايا الظهارية المشتقة من النوع البري مؤهلة لملء أطراف وجذوع UB ، بينما فشلت الخلايا التي تفتقر إلى إشارات RET في الاستقرار في الأطراف. وبالتالي ، تؤثر إشارات GDNF / RET على الحركات الخلوية وموقع الخلية الفردية في UB معين ، مما يشير ليس فقط إلى أن الطريقة التي تتحرك بها الخلايا داخل الظهارة تؤثر على التشكل المتفرّع لـ UB ولكن أيضًا توطين الخلية داخل UB يؤثر بشكل كبير على قوتها. .

تنظم إشارات GDNF / RET جمع أسلاف مجاري الهواء من خلال نشاط MAPK / ERK

جاءت نظرة ثاقبة لوظيفة GNDF في تنظيم مصير خلية UB من الدراسات التي تستخدم نموذج الماوس Gdnf ، الذي يفتقر إلى منطقة الجين غير المترجمة 3 (3'- UTR)[82]. يؤدي إدخال إشارة قوية من هرمون النمو البقري polyA بعد كودون التوقف في موضع Gdnf الداخلي إلى إلغاء وظيفة 3'UTR الطبيعية وينتج عن زيادة إنتاج GDNF الذاتية عند مستويات الرنا المرسال والبروتين (أليل Gdnf-hypermorphic allele). من المحتمل أن يكون التعبير المتزايد بسبب عدم وجود مواقع ربط لـ microRNA وبروتينات ربط الحمض النووي الريبي الأخرى الموجودة عادة في مثل هذه المناطق التنظيمية[82,83]. يؤدي التعبير المرتفع والسليم من الناحية المكانية لـ GDNF في الفئران الطافرة إلى توسيع أطراف UB بشدة مع جذوع قصيرة أدت إلى ظهور حالبين قصير وموسّع مع وصلات في غير مكانها إلى المثانة[84]. تحليل متحولةالكلىأظهر أن تكوين UB الأساسي الموسع يُعزى جزئيًا على الأقل إلى الانقسام المتزايد بشكل عابر في القناة الكلوية الذيلية عند E10.5 ، وهي المرحلة التي يبدأ فيها تكوين UB الأولي. بعد ذلك ، يتم تطبيع مؤشر الانقسام للخلايا الظهارية في طرف UB بسرعة في وقت واحد مع ارتفاع معدل موت الخلايا المبرمج في تجويف UB. هذا قد يوحي بأنالكلىلديه آلية متأصلة تحاول إعادة تأهيل التشكل الطبيعي في ظل الظروف المرضية. كشفت تجارب التتبع الخلوي عن عائق الهجرة في الخلايا الظهارية الطرفية ، والتي علقت في الأطراف وفشلت في ملء وإطالة جذوع UB. يوضح هذا أن GDNF يدعم تجميع توسع سلف مجرى الهواء حيث تظل أطراف UB متضخمة بسبب عيب الهجرة خلال تشكل الكلى.

مساحيق الكستانتش ستحسن الكلى / آلام الكلى

تظهر نتائجنا الخاصة أن GDNF يؤثر على جمع الخلايا السلفية للقناة من خلال تنشيط بروتين كيناز (MAPK) / كيناز خارج الخلية الذي ينظم الإشارة (ERK)[84]. هذا مدعوم من قبل نماذج RET المتحولة السابقة ، حيث تم حظر تنشيط MAPK / ERK[85,86]. فقط تثبيط MAPK / ERK ، وليس تثبيط PI3K / AKT أو SRC ، ينقذ مورفولوجيا طرف UB وطول الجذع فيالكلىمع زيادة GDNF داخليًا. التصوير الحي للنموالكلىأظهر التعبير عن جهاز الاستشعار الحيوي القائم على نقل طاقة الرنين (FRET) لـ ERK نمط التنشيط الديناميكي مع عدم تجانس كبير ليس فقط بين الأنسجة (أطراف UB مقابل اللحمة المتوسطة للغطاء) ولكن أيضًا بين مجموعات الخلايا المتجانسة على ما يبدو[87]. التباين في تنشيط MAPK / ERK واضح بشكل ملحوظ في نصائح UB ، حيث يبدو أن تنشيط MAPK / ERK المرتفع والمنخفض مبعثر بشكل عشوائي بين الظهارة ، مما يشير إلى دور لفرز الخلية. يُظهر تعطيل MAPK / ERK الجيني الخاص بـ UB (Hoxb7Cre؛ Mek1fl / fl؛ Mek 2- / -) نمطًا ظاهريًا معاكسًا تمامًا لنصائح UB الموسعة في Gdnf-hypermorphicالكلى، نظرًا لأن الأطراف التي تعاني من نقص في MAPK / ERK تظل رقيقة وتفشل في التوسع إلى هياكل أمبولة[88]. أظهر هذا المطلب الأساسي لتنشيط MAPK / ERK لتشكيل فرع جديد في نصائح UB ، والتي تطول ولكن نادرًا ما تغير اتجاه النمو ، مما يؤدي إلى تبسيط شجرة UB وكلوينقص التنسج. جزيئيًا ، يبدو نشاط MAPK / ERK مهمًا ليس فقط لتقدم طور دورة الخلية G-to-S ولكن أيضًا التصاقات خلوية طبيعية بوساطة PAXILLIN- و E-CADHERIN. بالنظر إلى أهمية MAPK / ERK و E-CADHERIN في الخلايا الجذعية الجنينية[89-92]، التجارب المستقبلية التي تتناول علاقاتهم التنظيمية في سياقالكلىقد يوفر التطوير رؤى مثيرة للاهتمام حول تنظيم تنظيم سلف مجاري الهواء.

استنادًا إلى الملاحظة التي مفادها أن تفرع UB يحدث فقط في النصائح في معظم الحالات ويؤدي دائمًا إلى ظهور نصائح جديدة ذات إمكانية مماثلة للتفرع ، أثبتت الدراسات الموضحة هنا أولاً فرضية أن نصائح UB تختلف عن جذوعها. ثم أكد التحليل المفصل لدراسات التصوير أن نصائح UB هي المواقع التي يقيم فيها السكان السلف لتجميع القنوات والحالب. كشفت المزيد من الدراسات الجينية أن إشارات Notch مطلوبة لنمذجة توزيع FOXI1 بالإضافة إلى الرئيسي و AQP2 بالإضافة إلى الخلايا المقسمة داخل قناة التجميع الناضجة بينما تساهم العديد من الجينات الإضافية بما في ذلك على الأقل methyltransferase Dotll وعوامل النسخ p63 و Tfcp2L1 في التمايز المتوازن بين كل نوع خلية[93-100](للحصول على نظرة عامة أكثر تفصيلاً ، انظر على سبيل المثال ،[101,102]). لا يزال يتعين دراسة ما إذا كان تجميع صيانة سلف مجرى الهواء وفقدانه قبل الولادة له أي ارتباط بطوبولوجيا UB المتفرعة ثنائية الطور والمعتمدة على الوقت.[64].

الخلايا السلفية Stromalالكلوييتكون السدى من النسيج الخلالي ، والميسانغيوم ، والنباتات ، المشتقة من مجموعة سلفية موجبة التجديد الذاتي من FOXD {{0}[103,104]. تتمايز أسلاف اللحمية أيضًا إلى خلايا جدارية لـالكلىالشرايين والشرايين ، وكذلك الخلايا المسراق الكبيبة ، مما يساهم بشكل كبير في وظائف النيفرون. بالإضافة إلى تنظيم النسخ الأساسي الذي توفره على الأقل FoxD1 و FoxG1 و Gata3 و Pax2 ، تعتمد أسلاف اللحمة على إشارات Notch[6,19,105-107]. على وجه الخصوص ، يبدو أن Pax2 يشكل حدًا بين أسلاف النيفرون والانسجة لقمع الهوية اللحمية بشكل حاسم ، في حين أن إشارات GATA2 و RBP-J / Notch ، بشكل مستقل عن بعضها البعض ، مطلوبة بشكل مناسب.كلويتطوير الأوعية الدموية. أظهر تحليل نسبي أحادي الخلية حديثًا لنسب FOXD1 من أجنة الفئران E18.5 أنه بحلول تلك المرحلة ، يمكن تقسيم النسب إلى 17 مجموعة منفصلة من الخلايا تشير إلى عدم تجانس خلوي ملحوظ مع برامج نسخ مختلفة تقود التعبير الجيني في هذه المجموعات[108]. إعادة تحليل الجنين البشري المتولد سابقًاالكلىأكدت بيانات الخلية المفردة أن هذه ليست ظاهرة خاصة بالفأر ، حتى في البيانات البشرية ، والتي لم يتم اختيارها على وجه التحديد لنسب اللحمية ، يمكن تحديد 13 مجموعة انسجة مختلفة.

تم العثور على العديد من أدوار النسب اللحمية في التواصل مع الأنساب الأخرى. حددت البيانات المبكرة إشارة بوساطة حمض الريتينويك من السدى إلى RET في برعم الحالب الذي يتحكم في تفرع برعم الحالب[22]. النمط الظاهري المتفرّع ، المرتبط بتقليل تنظيم Aldh1a2 (عنصر أساسي في مسار تخليق حمض الريتينويك) ولوحظ أيضًا في الضربة القاضية الخاصة بالسلف اللحمي لـ Wt1 ، على الرغم من أن التفرع المضطرب لوحظ فقط في المرحلة الجنينية اللاحقةالكلى [23]، مما يشير إلى أن هذا ليس بالضرورة دور أسلاف اللحمية ولكن المزيد من أنواع الخلايا اللاحقة في سلالة اللحمية. من ناحية أخرى ، ينتج عن استئصال السلالات السداسية الموجبة لـ Foxd 1- كتلة من تمايز السلف النيفرون ، وبدلاً من ذلك ينتج عنه توسيع الغطاء المتوسط ​​من خلال فقدان FAT 4- YAP / TAZ- بوساطة إشارة تضبط استجابة Wnt9b في أسلاف النيفرون[109]. تشير بيانات أخرى إلى أن FAT4 قد تشير عبر DCHS1 بدلاً من YAP / TAZ ، حيث أدى الضربة القاضية الشرطية لـ Dchs1 في أسلاف النيفرون إلى تضخم مماثل في اللحمة المتوسطة للغطاء ، ولكن بشكل مثير للاهتمام أيضًا في التفرع المنخفض لبرعم الحالب[110,111]. يتم التوسط في هذه الأنماط الظاهرية المتفرعة من خلال التفاعل المباشر بين FAT4 و DCHS1 مع RET ، مع فقدان الدهون 4 مما أدى إلى فرط نشاط RET-GFRA 1- سلسلة GDNF[21]. أخيرًا ، تؤدي خسارة Foxd 1- لـ Sall1 بوساطة Cre في الحيز اللحمي إلى توسيع اللحمة المتوسطة ، ويحتمل أن يكون ذلك من خلال التحكم المباشر في تعبير Fat4 بواسطة SALL1[112]؛ في هذه الحالة ، لم يتم دراسة التأثيرات على برعم الحالب.

من الواضح أن الخلايا من سلالة اللحمية لها تأثيرات مباشرة على الأنساب الظهارية (برعم الحالب) وكلوي المنشأ ، مما يتيح تطويرًا منسقًا للأنساب المختلفة لتشكيل عامل وظيفي.الكلى. لا يزال يتعين تحديد ما إذا كان يتم تنفيذ هذه الوظائف بواسطة أسلاف اللحمية أنفسهم أو بواسطة أنواع الخلايا اللاحقة في هذا النسب ، ولكن التحليل التفصيلي لعدم تجانس هذا النسب الذي تمت مناقشته أعلاه قد يتيح تحديد جينات العلامة الجديدة التي يمكن استخدامها كسائقين لـ Cre لدراسة هذه الطرز المظهرية بمزيد من التفصيل.

أسلاف النيفرونبعد إنشاء اللحمة المتوسطة الكبرى ، تعمل أولاً على إنشاء بيئة محددة لـ UB الأساسي لتتشكل في الموضع الصحيح تمامًا[113-119]. ثم تعزز اللحمة المتوسطة الكُلوية الشروع في التكوُّن المتفرّع UB ، وهو أمر ضروري لبقائها وتنظيمها في مكانة كلوية توفر الخلايا لتكوين الكلية حتى توقف البرنامج الكلوي.[5,48,120]. مكانة كلوية المنشأ (الشكل 1) هي بنية متماسكة من ثلاث إلى خمس طبقات من الخلايا ، حيث تتفاعل طبقة الخلية الأولى بشكل وثيق مع ظهارة UB ، وتحيط بقية السكان بأسلاف وخلايا انسجة أخرى. يوفر التصوير الحي للمكانة دليلاً على أن أسلاف النيفرون شديدة الحركة وتتفاعل بنشاط مع جميع الأسلاف الأخرى ويمكنها حتى القفز من مكان إلى آخر[37,121,122].

بسبب تفرع UB المتكرر ، يواجه مكانة كلوية تحديًا مورفولوجيًا مستمرًا. أولاً ، يحتاج السكان السلفون النيفرون غير المتمايز ، والذي يعد في البداية مكانًا موحدًا يحيط بطرف UB ، إلى الانقسام إلى مجموعتين مختلفتين عند تشعب الطرف. بعد ذلك ، يجب أن تظل الخلايا السلفية على اتصال بالنصائح الدائمة المتولدة حديثًا. يعد الاتصال الذي أنشأته أكثر مجموعة فرعية من سلف النيفرون المتجاورة مع خلايا طرف UB أمرًا حيويًا لسلامة المكانة بأكملها. جزيئيًا ، يتم التوسط فيه على الأقل من خلال الإنتجرين a8 (ITGa8) ، والذي يتم تنظيمه عند التلامس ويتم توطين الأغشية القريبة التي تلامس طرف الظهارة حيث يتفاعل مع NPNT (النيفرونكتين) يجند الموجود في UB[123,124]. تعبر أسلاف النيفرون عن العديد من بروتينات الالتصاق الإضافية ، على سبيل المثال ، NCAM1 و CDH2 و -11 و CTNND1 ، والتي من المحتمل أن تساهم جميعها في التماسك المناسب[69,125,126].

التحدي الثاني هو الفصل النشط للخلايا داخل مكانة كلوية المنشأ ، والتي تحدث فقط لخلايا معينة تخضع لإشارات التمايز في البيئة المليئة بالإشارات المتداخلة في وقت واحد لتعزيز كلاهماالتجديد الذاتيوالتمايز. ثالثًا ، تزداد الأرقام المتخصصة الإجمالية وأحجامها المجمعة قرب نهاية تكوين الأعضاء ، لكن كمية الخلايا السلفية النيفرون في كل مكانة فردية تنخفض في وقت واحد. بينما يحدث كل هذا ، يجب أن يحافظ كل مكان على سلالات كافية من خلال تكاثر وافر ، على الرغم من زيادة طول دورة الخلية بمرور الوقت[48,50,127].

تُظهر الأسلاف الفردية محاذاة عمودية وشكل خلية ممدود ، مع جهاز جولجي الموجود في النصف البعيد من الخلية ، ولكن عند الانفصال عن الطرف ، تتبنى الأسلاف شكلاً مستديرًا يعكس على الأرجح التغييرات الديناميكية في التصاقات الخلايا الخاصة بهم[122,126,128]. قرب نهاية وجودهم ، يصبح توطين سلف النيفرون مقيدًا بمواضع أكثر جانبًا للطرف[48]، مما يشير إلى انخفاض في التأثير التنظيمي لـ UB على المؤسسات المتخصصة. علاوة على ذلك ، تم الإبلاغ عن علامات واضحة للشيخوخة التدريجية في أسلاف النيفرون القديمة مقابل الشباب بما في ذلك الاختلافات في التكوين الحيوي للريبوزوم ، وطول دورة الخلية وتكوين المصفوفة خارج الخلية[127].

مكملات الكيستانشسوف يحسن وظائف الكلى / وظائف الجهاز الكلوي

المحددات الجزيئية لمولدات النيفرونمثل جمع أسلاف القنوات ، تمثل أسلاف النيفرون أيضًا مجموعة غير متجانسة. يعرض الأسلاف الاختلافات خاصةً في أطوال دورة الخلية وملفات تعريف التعبير ، على سبيل المثال ، مربع تجريبي 2 (SIX2) و Cbp / p {3}} المتفاعل 1 (CITED1) ، والذي يرتبط بحالة التمايز لأي معين سلف[5,129,130]. تحتاج الآليات الدقيقة التي يتم من خلالها تكوين مجموعات فرعية أسلاف مميزة مكانيًا إلى مزيد من التحقيق ، ولكن يبدو أن أسلاف النيفرون لا يتم توسيعها نسبيًا لأن كل خلية ابنة تتشتت عشوائياً بعد الانقسامات الخلوية[50,122,131]. تعبر أكثر NPs غير المتمايزة عن مستويات عالية من SIX2 و CITED1 ، وهي تتجدد ذاتيًا ببطء من خلال دورة خلية طويلة. لم يعد الأسلاف الملتزمون يعبرون عن CITED1 ولديهم SIX2 أقل ودورة أسرع وهم عرضة لتحريض النيفرون[50,132]. في حين أن Six2 مطلوب للحفاظ على أسلاف النيفرون غير متمايزة ، فإن الاستشهاد 1 ، حتى في حالة عدم وجود أحد أفراد الأسرة المقربين Cited2 ، يبدو غير ضروري لسلوكيات السلف[5,133,134].

تشير التقارير الأخيرة إلى مرونة معينة في التزام السلف النيفرون حيث لا يزال بإمكان هؤلاء الأسلاف الذين يعبرون عن Wnt4 ، وبالتالي المستحثة جزيئيًا لمسار التمايز ، الهروب من هياكل سلائف النيفرون لإعادة الانضمام إلى مكانة غير متمايزة[135]. يتصرف هؤلاء الهاربون بشكل مميز عن غالبية الأسلاف المستحثة لأنهم يقللون من تنظيم تعبير Wnt4 ويعيدون الحصول على ملف تعريف سلف قادر على دعمهم على المدى الطويلالتجديد الذاتيالاهلية[135,136]. يدعم هذا ، جنبًا إلى جنب مع الحركة الكلية العالية ، وجهة نظر الشبكات الجزيئية المعقدة في تنظيم السلف النيفرون ، حيث قد تلعب مستويات الإشارة أدوارًا أكبر مما كان يُقدر سابقًا. في الواقع ، تم اقتراح التغييرات في مستويات الإشارة أيضًا للمساهمة في وقف تكوّن الكلية ، حيث تخرج أسلاف النيفرون من مكانة غير متمايزة بسرعة متسارعة دون إظهار انخفاض كبير في الانتشار أو زيادة في موت الخلايا المبرمج.[13,47-50,127,137-139]. تشير هذه البيانات إلى أن تجمع السلف يصبح مستنفدًا بسبب زيادة التمايز ، مما يؤدي إلى استنفاد مكانة سلف النيفرون بحلول اليوم الرابع بعد الولادة في الفئران وخلال أسابيع الحمل الأخيرة عند البشر.

تعتمد صيانة سلف النيفرون على أنشطة مسار الإشارات الكلاسيكيةعلى مدار العشرين عامًا الماضية أو نحو ذلك ، كان تنظيم النسخ لصيانة سلف النيفرون والإشارات الاستقرائية التي تؤدي إلى تمايز السلف النيفرون تجاه مصير النيفرون محور بحث مكثف[34,56,140-142]. غالبية مسارات الإشارات التي تنشط أثناء التطور الجنيني تشارك أيضًا في تنظيم السلف النيفرون[3,18,58,143]. الأدوار المتميزة للشلالات داخل الخلايا التي يتم تنشيطها في اتجاه مجرى تفاعلات مستقبلات الترابط على وشك أن يتم الكشف عنها[4,144]. من أجل هذه المراجعة ، سنركز على أدوار WNT / p- كاتينين ، IGF2 / FGF ، microRNAs والإشارات المستحثة بـ mTOR في صيانة واستنفاد سلف النيفرون.

مسار Wntأثبتت تجارب الحث الكلاسيكية واستخدام المنبهات / المناهضات الكيميائية أن وظائف تنشيط WNT / p-catenin العابرة لتحفيز أسلاف النيفرون التي تعيش في اللحمة المتوسطة للخضوع للتحول من اللحمة المتوسطة إلى الظهارة ثم التفريق لاحقًا إلى ظهارة نيفرون[145-148]. هذا الرأي مدعوم بدراسات تعطيل الجينات المبكرة ، والتي حددت متطلبات Wnt4 و Wnt9b لتمايز النيفرون واقترحت بعض التكرار الوظيفي مع تنشيط NOTCH[149-151]. يؤدي تنشيط p-catenin (CTNNB1) من خلال ثباته الإجباري في SIX {2}} من أسلاف النيفرون الإيجابية إلى تمايز النيفرون ، ولكن ثبت أيضًا أنه يحافظ على مجموعة سلف النيفرون غير المتمايزة من خلال التفاعل التنظيمي المباشر مع SIX2 والتعاون مع MYC[136,148,152,153]. يبدو أن مستوى تنشيط الإشارة هو المحدد الرئيسي للنتيجة الخلوية لمسار p-catenin / WNT.

وفقًا لذلك ، يبدو أن التغييرات الدقيقة في مستويات نشاط الإشارة تملي بشكل حاسم قرار المصير في مجموعة السلف النيفرون ، حيث ثبت أيضًا أن Wnt9b يدعم صيانة السلف من خلال التنظيم الإيجابي للانتشار[154,155]. يجند Wnt11 مشتق من UB ، وهو ضروري للصيانة الطبيعية لأسلاف النيفرون من خلال وظيفته في التوسط في التفاعل بين الأسلاف وخلايا طرف UB[128]. من المحتمل أن يكون تعديل نشاط إشارات WNT من خلال R-spondins 1 و 3 متورطًا في تنظيم مستوى الإشارة ، ولكن الآليات الدقيقة لا تزال بحاجة للدراسة حيث أن تعطيل R-Spondins له تأثير خفيف فقط على انتشار السلف[156]. تم تحدي هيمنة مسار WNT / p-catenin في الدراسات التي كشفت عن تعبير NFAT و Ca2 بالإضافة إلى مكونات الإشارة خلال عملية تكوين الكلية[157-159]، لكن أدوارهم الدقيقة تنتظر المزيد من الأدلة الوظيفية.

المستحثات المستحثة بـ FGF إشارات Tyrosine Kinaseتتطلب مواصفات النسب كلوي المنشأ والبقاء على قيد الحياة إشارات FGF وظيفية[160]. اقترحت شاشة في المختبر من الروابط التي تدعم أسلاف النيفرون أن FGFs 1،2،9 و 20 ، بالإضافة إلى عامل نمو البشرة (EGF) ، والذي قد يتطلب وظيفة تعاونية مع FGFs ، يمكن أن يعزز انتشارها[161]. تشير دراسات التثبيط الجيني إلى أن إرسال إشارات في اتجاه مجرى مستقبلات FGF 1/2 ، التي يسببها على وجه التحديد FGF9 و -20 ، لا تزال مهمة لصيانةالتجديد الذاتيحيث إن تعطيل الروابط Fgf1 و -2 بمفردهما أو معًا لا يؤثر على أسلاف النيفرون[160,162-164]. وبالمثل ، كما هو مبين بالنسبة لسلالة UB ، يعمل منظم RTK السلبي SPROUTY1 على موازنة مستوى مناسب من الإشارات الإيجابية في مكانة كلوية للتحكم في جذر السلف[119,165-168]. المتتاليات داخل الخلايا المتأصلة في السكان والتي تم استحضارها في اتجاه مجرى FGFRs في أسلاف النيفرون تشمل MAPK / ERK و MAPK / JNK و PI3K[87,121,169-171]. يؤدي التعطيل الخاص بسلف النيفرون لـ MAPK / ERK (ستة 2- TGCtg / plus ؛ Mek1fl / fl ؛ Mek 2- / -) إلى خلل في السلفالتجديد الذاتيوعدم تنظيم مكانة السلف بسبب تقلص التعبير عن PAX2 ، وهو أمر مطلوب للحفاظ على هوية سلف النيفرون والوظيفة الطبيعية لتفاعل المصفوفة المتخصصة إلى خارج الخلية من ITGA 8-[87,105,123,172]. إلى جانب العيوب الإضافية في تطور تمايز سلائف النيفرون ، يُظهر النمط الظاهري لتعطيل MAPK / ERK الخاص بسلف النيفرون أوجه تشابه وثيقة مع فقدان FGF8 / 9/20 ، مما يدعم وظيفته الأساسية كوسيط لوظائف إشارات FGF المتعددة التي من المحتمل أن تأخذ وضع من خلال تنظيم PAX2[87,160,162].

الفقد الدائم لأسلاف النيفرون ينهي نمو الكلىلقد تم إثبات أن الإجراءات التآزرية ليس فقط لـ PI3K مع إشارات WNT / p- كاتينين ولكن أيضًا مع إشارات JNK و FGF9 المستحثة بواسطة BMP تضمن تقدم دورة الخلية المناسبة والجذعية في أسلاف النيفرون[121,138,173]. ومع ذلك ، فإن الأسباب الجزيئية التي تؤدي إلى استنفاد سلف النيفرون النهائي في نهاية تكوين الأعضاء على وشك الكشف.

استئصال النيفرون التجريبي عن طريق الجرح بالتبريد خلال فترة ما بعد الولادة المبكرة ، عندما لا تزال أسلاف النيفرون موجودة في الماوسالكلى،يشير إلى أنه لا يمكن تجنيد أسلاف النيفرون الإضافية في موقع الإصابة ، ويدعم الرأي القائل بأن رقم النيفرون النهائي محدد مسبقًا عند الولادة في الماوسالكلى [174]. تُظهر المنشورات الحديثة أن إشارات SMAD المستحثة بـ BMP والهدف الثديي لأنشطة الرابامايسين (mTOR) يمكن أن تشارك في تحديد توقيت فقدان سلف النيفرون ، في حين أن التركيب المناسب للحمض النووي الريبي الدقيق مطلوب بشكل واضح لاستنفادها النهائي[138,175-177].

في عام 2015 ، ذكرت مجموعة Oxburgh أن التثبيط الكيميائي لإشارات BMP / SMAD1 / 5 بواسطة LDN -193189 يؤدي إلى فرط التصنعالكلىمع النيفرون أكثر من المركبات المعالجةالكلى [138]. على الرغم من تحديدهم لمكانة سلف النيفرون الاصطناعية القادرة على التكاثر السلف ، فإن تثبيط BMP ليس قيد الاستخدام لثقافات السلف النيفرون طويلة الأجل أو في بروتوكولات التمايز بين الخلايا الجذعية المشتقةالكلىعضويات[138,178-180].

لقد ثبت أن التخفيض الجيني لجرعة هامارتين (Tsc1) من مثبط mTOR يحافظ على خلايا NP لمدة يوم أطول من الفئران الضابطة ويزيد من منح النيفرون بنسبة 25 بالمائة[175]. تم اكتشاف المزيد من الصيانة الدراماتيكية بعد الولادة لأسلاف النيفرون في الفئران التي تفرط في التعبير عن بروتين ربط الحمض النووي الريبي Lin28 ، والذي ينظم التعبير عن مجموعة متنوعة من الجينات إما عن طريق الارتباط المباشر بـ mRNAs أو عن طريق منع معالجة عائلة Let 7- من microRNAs[177]. وبناءً على ذلك ، فإن قمع Let -7 نفسه يطيل عمر سلف النيفرون بشكل كبير ويؤدي إلى تحسينوظائف الكلىالمعلمات[176]. تشير هذه التجارب إلى أن التنظيم الملغي لمستويات الرنا المرسال والاستقرار مما يؤدي إلى زيادة واسعة في تنشيط الجينات يمكن أن يتغلب على برنامج التوقف الطبيعي لتكوين الكلية. على الرغم من الإمكانات الكبيرة لتعديل تنظيم microRNA ، إلا أن هذه النماذج تُظهر إما تكوين ورم مباشر أو مرتبطة بزيادة تنشيط موضع Igf2 / H19 ، وهو أبرز الجينات الورمية في طب الأطفال.الكلىالسرطان المعروف باسم ورم ويلمز[181,182].

سبب أورام ويلمزلفترة طويلة ، كانت الجينات الوحيدة المعروفة بالتحول أو عدم التنظيم في أورام ويلمز هي WT1 ، IGF2 ، والجينات المرتبطة بإشارات WNT الكنسية (CTNNB1 ، WTX / AMER1) ، لكن مشاريع التسلسل واسعة النطاق الحديثة وسعت بشكل كبير عدد الجينات المرتبطة بتكوين الأورام ويلمز. كمراجعة حديثة ممتازة حول علم الوراثة لأورام ويلمز متاح[183]، هنا نركز على بعض الموضوعات الأكبر وتأثيرها على فهم بيولوجيا أورام ويلمز فيما يتعلق بـالكلىتطوير.

يتم التعبير عن المجموعة الأولى من جينات ورم ويلمز وتشارك بشكل مباشر في التحكم في الخلايا السلفية للكليونات. تتضمن هذه الجينات عوامل النسخ WT1 و CTNNB1 و SIX1 و SIX2 و EYA1 و MYCN. الاستنتاج المنطقي من هذا هو أن اضطراب بيولوجيا NPC الطبيعي هو السبب الجذري لأورام ويلمز.

المجموعة الثانية من جينات ورم ويلمز هي جينات معالج miRNA (miRNAPGs) المسؤولة عن التخليق الحيوي للـ miRNAs. تتكون هذه المجموعة من DROSHA و DICER و DGCR8 و XPO5 و TARBP2 و LIN28 و DIS3L2. الأساس المنطقي البيولوجي لطفراتهم في ورم ويلمز غير واضح. ومع ذلك ، فمن اللافت للنظر أن الطفرات في مثل هذه العملية البيولوجية المهمة بشكل عام تسبب مثل هذه المشكلة التنموية الواضحة والخاصة بالأنسجة. سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كانت طفرات miRNAPG في أورام ويلمز تؤدي إلى تغييرات في جزيئات miRNA أو عائلات miRNA وأهدافها. إذا كان الأمر كذلك ، فقد يشير هذا إلى أدوار محددة لهذه الجزيئات المجهرية في الوضع الطبيعيالكلىتطوير.

الموضوع الثالث الذي يظهر في مجموعة جينات ورم ويلمز يتضمن الاستجابات لتلف الحمض النووي بشكل عام ، أو إصلاح تلف الحمض النووي المزدوج (dsDNA) على وجه الخصوص ، كما يتضح من CHEK2 ، TP53 ، FANCD1 (BRCA2) و FANCN (PALB2) ) الطفرات. من المعروف أن الطفرات في جينات مسارات تلف الحمض النووي الريبي (dsDNA) تشترك بشكل رئيسي في سرطان الثدي والمبيض. كما هو الحال مع طفرات miRNAPG ، من اللافت للنظر العثور على جينات متعددة في هذا المسار تحورت في مثل هذا المرض النمائي المحدد مثل أورام ويلمز ، مما قد يشير إلى أن التطور المبكرالكلى، ربما على وجه التحديد الشخصيات غير القابلة للعب ، لديها حساسية غير متوقعة لاضطراب هذه العملية.

لا يقتصر الأمر على تحديد الجينات المتحولة في أورام ويلمز وأنماطها الخلوية أو أنماط التعبير الخاصة بالمرحلة التي يمكن أن تكون مفيدة لفهم بيولوجيا أورام ويلمز ، ولكن الطفرات الموجودة في جينات معينة يمكن أن تحمل أيضًا أدلة مهمة. في بعض الحالات ، تشبه ارتباطات النمط الجيني والنمط الظاهري طفرات البقع الساخنة المعروفة من أنواع السرطان الأخرى أو تعكس التحكم المهم والمعروف للأحماض الأمينية ، مثل الطفرات الموجودة في TP53[184]. في حالات أخرى ، يظل الأساس المنطقي وراء الطفرات المحددة الموجودة في أورام ويلمز غير واضح. على سبيل المثال ، جميع الطفرات الموجودة في SIX1 و SIX2 هي طفرات Q177R. هذا ، من تلقاء نفسه ، يشير بالفعل إلى أن هذه ليست طفرات بسيطة لفقدان الوظيفة ، لأن معظم طفرات فقدان الوظيفة في SIX1 تسبب النوع 3 من المتلازمة الخيشومية (BOS) ، والتي تتميز بتشوهات القوس الخيشومي الثانية وتشوهات الأذن يسبب فقدان السمع ولكن لا توجد أورام ويلمز أو غيرهاكلويشذوذ[185]. يشفر SIX1 و SIX2 المنظمين النسخيين ، واقترح التحليل الإضافي للطفرة SIX 1- Q177R أنه ينتج عنه ارتخاء في تسلسل ارتباط الحمض النووي النوعي والتعبير عن الجينات المستهدفة الإضافية التي لم يتم تنشيطها بواسطة النوع البري SIX1[184]. وبالمثل ، فإن الطفرات في CTNNB1 لها تفضيل مفاجئ لطفرة معينة في بقايا السيرين[184,186]. Serine 45 هي واحدة من البقايا الأربعة المشاركة في التحكم في استقرار p-catenin البروتين المشفر بواسطة CTNNB1 ولكن السبب في إصابة Serine 45 بشكل تفضيلي في ورم Wilms وليس البقايا الثلاثة الأخرى التي تحورت في العديد من أنواع السرطان الأخرى هو غير معروف. إن توضيح أسباب هذه التحديدات الطفرية الداروينية المحددة في أورام ويلمز لن يساعدنا فقط في فهم أسباب أورام ويلمز وربما يوفر أدلة لفرص علاجية جديدة ولكنه سيوفر أيضًا نقاط دخول جينية فريدة في الآلية الجزيئية للبروتينات المشاركة بشكل عام و فيالكلىالتنمية على وجه الخصوص.

أصول أورام ويلمزليست كل أورام ويلمز متساوية. ترتبط الأنواع النسيجية المختلفة بجينات مختلفة ؛ يمكن العثور على بعض الطفرات بشكل تفضيلي بالاقتران مع بعض الطفرات الأخرى ، ويمكن أن تبدأ بعض هذه الطفرات في حدوث طفرات بينما يمكن أن يشارك البعض الآخر في تطور الورم[183]. تحليل وظيفي دقيق للطفرات المحددة الموجودة في أورام ويلمز في سياق تطورالكلى،يعد استخدام نماذج حيوانية و / أو شبه عضوية ، أمرًا ضروريًا لفهم بيولوجيا أورام ويلمز وآثارها على الوضع الطبيعيالكلىتطوير.

ومع ذلك ، فإن جينات أورام ويلمز ليست سوى جزء من القصة. جانب أساسي آخر هو تحديد نوع الخلية أو مرحلة النمو التي تحدث فيها طفرات ورم ويلمز ويتم اختيارها ، حيث يوفر هذا الإطار البيولوجي للتكوين. تشير العديد من خطوط الأدلة إلى اضطراب النسب الكلوي باعتباره العيب الأساسي الذي يؤدي إلى أورام ويلمز. أولاً وقبل كل شيء ، يُعتقد أن الاستراحات الكلوية المنشأ هي آفات سليفة لأورام ويلمز تشبه نسيجًا أنواع الخلايا والهياكل التي توجد عادةً فقط في التطور.الكلى [187]. حددت تحليلات التعبير السابقة المراحل المبكرة من النسب الكلوي كأصل أورام ويلمز[188]. اقترح التنميط الأكثر شمولاً للتعبير أنه يمكن إرجاع أنواع فرعية مختلفة ومتميزة سريريًا إلى مراحل تطور مختلفة من النسب الكلوي[189]. وفقًا لذلك ، عندما قمنا بتحور Wt1 في مراحل مختلفة من تطور النيفرون في فئران خروج المغلوب الشرطي ، وجدنا أن أنماط التعبير على مستوى الجينوم الناتج تشبه الأنواع الفرعية السريرية المختلفة ، مع تعطيل ما قبل MET لـ Wt1 مما أدى إلى أنماط تعبير تشبه WT 1- الأورام الطافرة (بما في ذلك علامات نمو الأنسجة خارج الرحم) ، في حين أن تعطيل نشاط ما بعد MET يشبه أورام WT من النوع البري 1-[190]. كل هذا ، جنبًا إلى جنب مع تحديد الطفرات في العديد من الجينات ، معبرًا عنها وضروريًا للنسب الكلوي المبكر ، يجعل حالة قوية جدًا مفادها أن اضطراب هذه الخلايا هو العيب الأساسي الذي يبدأ في تكوين ورم ويلمز. هذا لا يعني ، مع ذلك ، أن كل ورم من ورم ويلمز له نفس المرحلة التطورية الأصلية. من المحتمل جدًا أن الأورام الناتجة عن فئات مختلفة من الطفرات ، كما نوقش أعلاه ، لها أصول تطورية مختلفة ، حتى داخل النسب الكلوي.

طريقة أخرى للنظر في أصل أورام ويلمز هي من خلال الخلايا الجذعية السرطانية. أظهر مختبر Dekel أن الخلايا الجذعية السرطانية لورم ويلمز يتم تحديدها من خلال التعبير عن NCAM1 بالاشتراك مع نشاط اختبار AldeFluor ™ (تقنيات STEMCELL ، كولونيا ، ألمانيا). كان حقن 200 خلية موجبة مزدوجة فقط في الفئران العارية كافياً لتشكيل الورم ويمكن أن يلخص التعقيد الكامل للورم الأصلي[191]. يعد تحديد علامات الخلايا الجذعية لسرطان ويلمز أمرًا مهمًا من وجهة نظر علاجية ، حيث أظهر المؤلفون أن علاج الفئران المزروعة بالأدوية السامة للخلايا المقترنة بالأجسام المضادة لـ NCAM1 يمكن أن يقضي بكفاءة على الأورام المزروعة. بعد ذلك ، تبين أن استمرار مرور هذه الطعوم xenografts يثري المكون المتفجر للورم الأصلي ، والذي يعبر بشكل موحد عن SIX2[192]. هذا يتوافق مع أصل النسب الكلوي المبكر ويشير إلى أن الخلية الجذعية لسرطان ويلمز هي نسخة متحولة من الخلية السلفية النيفرون الطبيعية الموجودة في اللحمة المتوسطة للغطاء للنمو.الكلى.

مكملات أقراص CISTANCHEسوف يحسن وظائف الكلى / وظائف الجهاز الكلوي

في الوقت الحاضر ، توجد نفس التحذيرات المتعلقة بالاختلافات المحتملة بين فئات ورم ويلمز المتميزة كما تمت مناقشتها من قبل. تعتمد هذه على الطفرة البادئة الدقيقة ويمكن أن تنطبق أيضًا على أصل (أو حتى وجود) الخلايا الجذعية السرطانية لورم ويلمز ، ولكن الفهم الأفضل لأصل هذه الخلايا يمكن أن يكون عاملاً مهمًا في فهم بيولوجيا أورام ويلمز. ومن المثير للاهتمام ، أن إمكانية صنع عضيات من الأنسجة الظهارية البالغة قد تم تطبيقها مؤخرًا أيضًا علىالكلىلتوليد `` tubuloids '' ، بينما أدى استخدام أنسجة ورم Wilms بنفس البروتوكول إلى ظهور `` الأورام السرطانية ''[193]. وقد تبين أن tubuloids مشتق من الأصحاءالكلىكانت أنسجة مرضى ورم ويلمز سلبية بالنسبة لتعبير SIX2 ، بينما أظهرت الأورام من نفس المرضى تعبيرًا مرتفعًا عن SIX2. سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كانت مجموعة الخلايا الجذعية السرطانية لسرطان ويلمز (NCAM plus / Aldefluor plus أو غيرها) متورطة في تكوين هذه الأورام وإذا كان يمكن استخدام هذه التقنية كبديل في المختبر لتحديد هذه الخلايا.

في الآونة الأخيرة ، تراكمت البيانات لمزيد من التفصيل الدقيق لفكرة أن خلية ورم ويلمز الأصلية هي ببساطة خلية سلف نيفرون تلتقط طفرة (طفرات) لورم ويلمز. على سبيل المثال ، تحليل دقيق لعينات ورم ويلمز لعلامات جنينية مختلفةالكلىتشير أنواع الخلايا إلى أنه يمكن أيضًا العثور على خلايا UB في الأورام[194]. تم العثور على نفس الشيء من قبل يونغ وآخرون.[195]، الذي قارن بيانات RNA-seq أحادية الخلية من مختلفةكلويأنواع السرطان ، بما في ذلك أورام ويلمز ، إلى الخلايا من الطبيعيالكلى، بما في ذلك الجنينالكلى.أكد هذا الأصل التطوري لأورام ويلمز ولكنه حدد أيضًا التعبيرات الجينية الخاصة بخلايا UB في الأورام. ومما يثير الاهتمام أيضًا ملاحظة أنه في نماذج الفئران ذات التنشيط الورمي للبكتينين في السلالة اللحمية ، يتأثر النسب الكلوي بشكل غير مباشر ، مما يؤدي إلى نموذج يشبه إلى حد بعيد أورام ويلمز أكثر مما كان عليه عندما تم التنشيط مباشرة في النسب الكلوي.[196]. ومن المثير للاهتمام ، أن ظاهرة مماثلة تُلاحظ في الجهاز الهضمي ، حيث تؤدي الطفرات في Lkb1 إلى تكون الأورام فقط عندما يتم التعبير عنها عن طريق اللحمية[197].

هناك عدة تفسيرات محتملة لهذه الملاحظات. قد يكون أحد التفسيرات هو أن أورام ويلمز ، أو بعضها على الأقل ، نشأت من مرحلة نمو أبكر مما يُعتقد حاليًا ، مثل اللحمة المتوسطة الكبرى عندما يتم التعبير بالفعل عن بعض جينات ورم ويلمز ذات الأدوار الأساسية للتحكم في NPC ، وربما حتى قبل ذلك. فصل الأنساب الظهارية ، الكلوية ، واللحمية لشرح إدراج خلايا برعم الحالب في الورم. بدلاً من ذلك ، يمكن أن ينشأ أصل وسبب أورام ويلمز من التواصل المضطرب بين السلالات بدلاً من التأثير المستقل للخلية للطفرة البادئة. تشير مثل هذه السيناريوهات ، وغيرها من السيناريوهات التي قد تكون ممكنة بنفس القدر ، إلى الصعوبات في محاولة استنتاج أصل أورام ويلمز من المنتج النهائي ، الورم النهائي. يجب أن نتذكر أن الطفرات البادئة للورم في ويلمز تحدث أثناء عملية التطور السريع ، وحتى إذا كان كل ورم ويلمز هو "حالة اضطراب في النمو"[198]، قد لا يؤدي هذا الاضطراب إلى حظر فوري. إذا لم يتم حظر الخلايا الطافرة على الفور ، فلا يمكننا ببساطة افتراض أنها ستستمر في التطور كما تفعل عادةً.

النمذجة الدقيقة للطفرات المختلفة في سياق تطورها الطبيعي مطلوب لفهم كامل من أين تأتي أورام ويلمز. ستكون النماذج الحيوانية ضرورية لهذا ، على الرغم من أنها تمثل تحديًا تقنيًا (كما تمت مناقشته في[7]). بدلا من ذلك ، مشتق الإنسان iPSCالكلىيمكن أن تثبت فائدة الكائنات العضوية ذات الانحرافات الجينية التي تحاكي تلك الموجودة في أورام ويلمز ، ولكن يبقى أن نرى ما إذا كانت ظروف الثقافة الخاضعة للرقابة المصممة لتمايز العضويات تسمح لخلية بها طفرة في ورم ويلمز بالقيام بنفس الأشياء كما تفعل في الواقع.الكلى. من المحتمل أن يكون هناك حاجة إلى مزيج من النهج في الجسم الحي وفي المختبر / العضوي لفهم الأصول التطورية لأورام ويلمز بشكل كامل.

الاستنتاجاتالناميةالكلىيظل نموذجًا مهمًا لدراسة العديد من جوانب تطور أعضاء الثدييات ، ومعظم المسارات والعمليات البيولوجية ضرورية للتطور الصحيح للعضو. على وجه الخصوص ، يوفر التحكم في الخلايا الجذعية والسلفية رابطًا مهمًا بين علم الأحياء التطوري الأساسي والطب التجديدي والمرض. لن يؤدي فهم بيولوجيا أورام ويلمز وأصولها إلى تحسين الخيارات السريرية للعلاج فحسب ، بل سيوفر أيضًا نظامًا تجريبيًا طبيعيًا لسلوك هذه الخلايا الجذعية أثناءالكلىتطوير.