什么是纤维母细胞
纤维母细胞:经过多年的研究,已确定纤维母细胞合成并向细胞外排放胶原蛋白。在骨和软骨中,则分别由和纤维母细胞密切有关的骨母细胞和软骨母细胞合成胶原。除此以外,在胚胎发育过程中,角膜的上皮细胞可以合成角膜基质的胶原。 成人的大动脉内皮细胞损伤后亦能产生胶原,有人认为这还是动脉硬化发病的重要因素。在组织培养实验中,某些非纤维母细胞,如平滑肌细胞亦能产生胶原,此外神经系统中雪旺细胞,脊索的上皮细胞等亦可产生胶原。 因此可以说,除了中胚叶来源的细胞外,某些外胚层来源的细胞亦有产生胶原的能力。但是,无论是机体的正常发育过程,还是创伤引起的修复过程,几乎完全是纤维母细胞合成胶原。纤维母细胞是一种多形...全部
纤维母细胞:经过多年的研究,已确定纤维母细胞合成并向细胞外排放胶原蛋白。在骨和软骨中,则分别由和纤维母细胞密切有关的骨母细胞和软骨母细胞合成胶原。除此以外,在胚胎发育过程中,角膜的上皮细胞可以合成角膜基质的胶原。
成人的大动脉内皮细胞损伤后亦能产生胶原,有人认为这还是动脉硬化发病的重要因素。在组织培养实验中,某些非纤维母细胞,如平滑肌细胞亦能产生胶原,此外神经系统中雪旺细胞,脊索的上皮细胞等亦可产生胶原。
因此可以说,除了中胚叶来源的细胞外,某些外胚层来源的细胞亦有产生胶原的能力。但是,无论是机体的正常发育过程,还是创伤引起的修复过程,几乎完全是纤维母细胞合成胶原。纤维母细胞是一种多形性细胞,在无功能的静息状态下,一般叫成纤维细胞。
形态学上这种细胞缺乏胞浆,细胞核染色深,呈各种形状,细胞壁看起来常常伸展到结缔组织的各种纤维成分中去,像网状结构。在静息状态下,不易鉴别纤维母细胞,但是当其一旦活动起来合成胶原时,则有典型的外观。
这时纤维母细胞呈星状或纺锤状,活体观察时,实际上细胞可因环境不同,表现为各种形状。电子显微镜下,细胞核为卵圆形或轻微锯齿状;高尔基体散处在整个胞浆中,线粒体扩张呈囊腔状,最具特征性的表现是胞浆中可见大量扩张的粗面内质网。
当在身体任何部位造成创面时,首先在该处出现的细胞不是受损伤组织的那种细胞,而是直接由血液来的细胞,早期主要是多形核白细胞,然后逐渐出现小的和大的淋巴细胞,直到第三天才出现纤维母细胞,然后迅速增多。
纤维母细胞本身有移动能力,但纤维母细胞本身的来源,多少年来一直有不同的说法。现在终于弄清楚,纤维母细胞是来源于比较原始的中胚叶细胞,如在循环血流中的大单核细胞、血管外脂肪组织、血管外膜、腱鞘组织中的所谓“未分化的”或“原始的”中胚叶细胞。
当这些细胞中某一种受激发后即分化为纤维母细胞,向创伤部位游移,然后繁殖、并开始合成胶原。有人作了一个非常有说服力的,说明创面中纤维母细胞来源的实验:将两只小自鼠用皮瓣造成联体,分别用大量放射线破坏造血器官,但将其中一只小白鼠的一只腿防护起来,使骨髓免受破坏,于是两只小白鼠的血细胞都由这只小自鼠供给。
然后把联结两只小自鼠的皮瓣暂时钳夹住阻断血流,在那只被保护的小白鼠身上注射已标记的胸腺嘧啶核苷。然后,在两只动物身上分别造成多个创面。当动物血中游离的标记胸腺嘧啶核苷消失后,松开皮瓣的钳夹,使两只动物血流重新相通,于是在两只小自鼠的循环血流中都出现有氚标记的血细胞。
当上述动物身上的创面形成3天以后,开始大量出现纤维母细胞,但在那只未直接注射氚标记的胸腺嘧啶核苷的小白鼠身上的任何一个创面中都找不到有氚标记的纤维母细胞。这个实验有力地说明创面中的纤维母细胞不是来源于血流中的细胞而是来源于局部组织。
纤维母细胞的主要功能是合成和排放结缔组织中的最多的成分——胶原和黏多糖。早在20世纪50年代就有人在电子显微镜下看到在愈合伤口中纤维母细胞由繁殖到有合成作用一直到成熟的连续过程。近年有人把纤维母细胞区别为“游移性”和“合成性”两种,实际上这只是处于不同阶段的同一种纤维母细胞而已。
后来又用同位素标记的组织化学方法更直接地证明纤维母细胞合成并向细胞外间隙中排放胶原蛋白和蛋白-多糖复合体。纤维母细胞是否能产生弹力纤维的主要成分——弹性硬蛋白,尚未最后弄清楚,因为一直未能找到一种“弹力纤维母细胞”,因此推测它也是由纤维母细胞产生的,早先研究认为早期肉芽组织中不存在弹性纤维组织,后来在超过28天以上的创面中,用电子显微镜观察到产生弹力组织,显然过去许多阴性报告是由于观察的时间不够。
但是,在瘢痕组织中,弹力纤维有一个存在——消失——又出现的过程,这在后面还要详述,总的来说,这些弹力组织的性质和组织结构等情况还未全弄清楚。
近年来在有关胶原合成和瘢痕萎缩的研究中,发现了一种叫“肌性纤维母细胞”(myofibroblast)的特殊形式的纤维母细胞。
1971年Gubiann首先报告在豚鼠的肉芽创面中,后来陆续在烧伤肉芽创面、Duptzytren氏挛缩等组织中发现。在电子显微镜下,这种细胞兼有平滑肌细胞及纤维母细胞二者的特点:细胞核膜皱褶、胞浆内含大量多半排列成束的微丝、生化分析胞浆内含有肌动蛋白,以及这种细胞对许多药物的反应表现,这些都类似于平滑肌细胞。
另一方面,这种细胞胞浆内可见大量扩张的、粗糙的胞浆内质网,也能合成胶原,这又像纤维母细胞。肌性纤维母细胞在细胞和细胞之间、细胞和胶原纤维之间有广泛而紧密的连接,这是依靠一种叫“肌性纤维母细胞锚接物质” (myofibroblasts anchorate substance;MAS),因而当细胞收缩时,可造成整个肉芽组织的收缩,近年来的研究认为这是引起瘢痕挛缩的主要原因。
纠正了过去认为是“胶原”引起挛缩的不正确的概念。关于肌性纤维母细胞的来源,现在推测和纤维母细胞来源于同一种干细胞。但为什么会向不同方向发展呢?最初有人根据肌性纤维母细胞常在开放的肉芽创面上发现,而纤维母细胞在闭合的切口中发现,于是认为是否暴露于空气是决定因素。
但后来又在闭合的Dupuytren氏挛缩组织及实验性肉芽肿中发现了这种细胞,看来问题并非这样简单、有待于继续研究。如果解决了这个问题,将来就有可能控制创面的挛缩和肉芽肿性病变的发展。前面已经讲过平滑肌细胞在某些特定环境下可以产生胶原,但是否能产生黏多糖和结缔组织基质的其他成分,尚不清楚。
纤维母细胞产生胶原和黏多糖的功能是互相独立的;实验室里有的培养的纤维母细胞株只产生黏多糖而不产生胶原。奇怪的是尚未观察到相反的现象。有从大白鼠身上所得来培养的纤维母细胞在胶原形成前几天胞浆中积聚了大量含硫的氨基葡萄糖,这可能和原胶原分子的空间排列有关。
另外,当纤维母细胞处于自身繁殖时间,即不产生胶原亦不产生黏多糖,大概此时细胞忙于合成自身的结构,酶系统亦正为此服务的缘故。
Samohyl等证明在早期肉芽组织中,新繁殖的纤维母细胞主要是产生黏多糖而不是胶原。
Bethwell等又证明新胶原集中在肉芽组织的中央部位,而吸收则首先开始于肉芽的边缘部位。这表明纤维母细胞的功能与它自身的发展阶段有关,并受环境的影响。
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