特络细胞的基础结构、免疫表型和细胞连接及其功能

2016-02-10 02:03汪丽金慧玲张汝芝
关键词:祖细胞蚌埠皮肤性病

汪丽,金慧玲,张汝芝

(1蚌埠医学院第一附属医院皮肤性病科,蚌埠 233000;2苏州大学第三附属医院皮肤性病科,常州 213000)

综 述

特络细胞的基础结构、免疫表型和细胞连接及其功能

汪丽1,2,金慧玲1,张汝芝2*

(1蚌埠医学院第一附属医院皮肤性病科,蚌埠 233000;2苏州大学第三附属医院皮肤性病科,常州 213000)

特洛细胞(telocyte,TC)是近年来发现的一种特殊类型的间质细胞,普遍存在于人和哺乳动物的器官和组织中。其特征是胞体小,并有着极长而薄的突起,在光学显微镜下难以识别。研究发现TC有多重免疫表型,免疫表型的异质性可能取决于组织的位置和环境的需求。近年来越来越多的证据表明,TC在组织上有自己的“战略”位置。它们通过与细胞进行同型或异型连接,形成混合的三维间质网络,发挥多种作用。本文综述TC的基本结构、免疫表型和细胞连接及其功能。

特络细胞;基础结构;再生医学

特洛细胞(telocyte,TC)是Popescu团队在2005年发现的一种特殊类型的基质细胞。该团队曾于2005-2009年期间提出TC是一种Cajal样间质细胞(interstitial Cajal-like cell,ICLC),但随后他们发现TC与Cajal间质细胞(interstitial cells of Cajal,ICC)在超微结构、免疫组织化学特征、基因与蛋白组成完全不同。为了避免与ICC混淆,Popescu团队基于细胞的突起,将ICLC重命名为“telocyte”[1]。TC具有特异性结构:小胞体,极长而薄的突起(称为telopodes,Tps),不同于其他类型的间质细胞[1]。

1 特洛细胞的超微结构特征

截止目前,精确识别TC仍依据其超微结构特征。TC是特异性的间质细胞,有小胞体和1~5个(更多是2~3个)长的细胞突起,长约数十或数百微米。每个突起都起源于胞体,由扩张段和细段交替形成念珠样外观,其中细段通常不超过200nm。TC胞体的形状取决于各自突起的数量:一个突起常为梨形,两个突起为梭形,三个突起为三角形,多个突起为星形[2,3]。TC胞体中卵圆形的常染色体核占据大约25%的细胞体积,周围少量的细胞质中含有线粒体、小高尔基复合体、粗面和滑面内质网。在突起内,可见作为细胞骨架的微纤丝 (大多数为波形蛋白,少许微管骨架)。通常,扩张段包含线粒体、内质网和小窝(Ca2+摄取和释放单位)。此外,TpS有树枝样分叉模式,在间质空间形成的错综复杂的网络[5]。最近,通过聚焦离子束扫描电子显微镜观察到人心脏和真皮中TC的三维图像:TpS看起来很长,呈波浪和错综复杂的带状构造[6]。因此,主要依据突起鉴定TC。

2 特洛细胞免疫表型的异质性

TC免疫表型起初报道为CD117/c-kit,其表达弱而非持续。此后,研究发现大部分TC表达CD34和波形蛋白。但根据器官和/或动物物种不同,TC有多重免疫表型。在心脏,TC表达CD34、波形蛋白、Sca-1和c-kit等,并且CD34/PDGFR-α双阳性表达细胞TC富集在心肌间质细胞。心脏TC也表达间叶细胞的阳性标记物CD28,但对造血标记物CD45表达阴性。由于TC大多数阳性标记物,在间充质干细胞也表达阳性,所以推测TC可能来源心肌间质细胞[7]。研究发现肺TC,对c-kit、CD34和VEGF(血管内皮生长因子)表达阳性,这表明TC可能参与血管生成。在消化系统中,如在人的食管、胃、大、小肠中,TC双阳性表达CD34/PDGFR-α[9]。此外,肝TC也显示双阳性表达CD34/PDGFR-α。皮肤TC表达CD34或c-kit/CD117,且主要在真皮网状层;而在真皮乳头层的TC主要表达PDGFR-α;位于毛囊和汗腺周围的真皮中的TC主要双阳性表达CD117/波形蛋白[10]。在女性生殖系统中,TC有区域依赖性免疫组织化学谱,对c-kit、CD34、PDGFR-α,雌激素和孕激素受体和T型Ca2+通道有不同程度的表达。这表明每个部位TC可能含有自己的亚群[11,12]。在泌尿系统中,免疫表型的范围更宽。在膀胱的粘膜下层和逼尿肌TC表达CD34,不表达PDGFR-α。在膀胱黏膜的固有层TC表达PDGFR-α,不表达CD34[13]。最近有报道显示,在膀胱中,podoplanin(D2-40)也可能是TC的一种亚型。

TC这种细胞免疫表型的异质性,可能是根据所在部位和特定组织的功能需求,从而能够促使成体祖细胞进行适应和改变[13]。目前尚未发现TC特异性的免疫标记,但普遍认为TC最常见的免疫标记是CD34和PDGFR。

3 特洛细胞的分布

自从识别TC以来,已经在鱼类、爬行动物、哺乳动物及人类发现了TC的存在。通常存在于许多器官组织的间质区间,包括心脏(心肌、心外膜、心内膜、心脏瓣膜),血管、胸膜、肺和气管、胎盘、骨骼肌、食管、肠、泌尿系统、神经系统、胰腺、腮腺、前列腺、子宫、皮肤、眼睛、肝脏和骨骼。TC也存在于病理组织中,如乳腺癌,基底细胞癌和鳞状细胞癌[14,15]。研究发现大多数TC具有战略地位,通常围绕毛细血管,与干细胞/祖细胞、神经、肥大细胞附近或与之直接接触[3,4]。

4 特洛细胞间的细胞连接及其功能意义

到目前为止,TC的作用尚不清楚。但有研究发现,TC在组织上有自己的战略位置。TC有多个连接点,在Tps之间以及和其他不同类型的细胞之间。同型连接是建立在相同类型的细胞之间。突起的存在,允许TC彼此之间形成复杂的三维网络。异型连接是建立在不同类型的细胞之间。TC通过接触周边的细胞,如心肌细胞、干细胞、成纤维细胞和免疫细胞等而形成连接[16]。TC通过与同型和异型细胞的连接,形成一种间质三维网络。因此,TC可以通过小分子的旁分泌或邻分泌,或者通过释放细胞囊泡运送重要的大分子,如RNAs、蛋白或microRNAs给邻近的细胞,从而参与正常状态下或病理状态下细胞间的信号传递[4,17,18]。

TC通过同型连接或异型连接形成的三维网络具有一定的功能意义。TPs间简单的同型交联,能够为TC产生机械支撑作用,也提示TC的机械感知和机械化学转换作用[16]。TC与免疫细胞建立异型交联,提示TC在发挥免疫调节和免疫监视作用[19]。TC通过基质突触和释放囊泡的转移,参与细胞间信号传递。而TC与心肌细胞和心脏干细胞建立交联,表明TC作为“看护”细胞,是干细胞/祖细胞壁龛中的一员[17,18]。此外,肠道的TC显示吞噬细胞样性能,能够摄取小颗粒。通过这些性能,TC能够影响和控制周围细胞的活性[20]。总之,通过同型和异型连接,TC将来自神经、血管、干细胞和免疫系统的信息整合一体化。

越来越多的证据表明,TC可能参与组织的稳态和发育,以及部分疾病的发生[21]。除此之外,由于和许多组织中干细胞和/或祖细胞有密切关系,TC可能有组织修复与再生的潜能[3,10]。

5 结论和展望

TC作为一种特殊类型的间质细胞,通常被认为是“连接细胞”,在几乎所有器官的间质内,进行细胞间信号传递。由于TC可能“看护”或引导组织固有干细胞壁龛中的祖细胞。因此,人们越来越有兴趣地看到TC和干细胞形成串联。TC在激发再生潜能中发挥关键性作用,是重要的间质细胞。TC对组织修复和再生可能非常重要。在未来靶向TC或联合干细胞可以使组织再生,阻止不可逆的末期器官损伤的加重,TC有望在再生医学中得到广泛应用。

[1]Popescu LM,Faussone-Pellegrini MS.TELOCYTES-acase of serendipity:the winding way from Interstitial Cells of Cajal(ICC),via Interstitial Cajal-Like Cells(ICLC)to TELOCYTES.JCell Mol Med,2010,14(4):729-740.

[2]Mirancea N.Telocyte-a particular cell phenotype.Infrastructure,relationships and putative functions.Rom JMorphol Embryol,2016,57(1):7-21.

[3]Cretoiu SM,Popescu LM.Telocytes revisited.Biomol Concepts,2014,5(5):353-369.

[4]Bei Y,Wang F,Yang C,et al.Telocytes in regenerative medicine.JCell Mol Med,2015,19(7):1441-1454.

[5]Cretoiu SM,Cretoiu D,Popescu LM.Humanmyometriumthe ultrastructural 3D network of telocytes.J Cell Mol Med,2012,16(11):2844-2849.

[6]Cretoiu D,Gherghiceanu M,Hummel E,et al.FIB-SEM tomography of human skin telocytes and their extracellular vesicles.JCell Mol Med,2015,19(4):714-722.

[7]Chang Y,LiC,Lu Z,etal.Multiple immunophenotypes of cardiac telocytes.Exp Cell Res,2015,338(2):239-244.[8]Zheng Y,Cretoiu D,Yan G,et al.Comparative proteomic analysis ofhuman lung telocyteswith fibroblasts.JCellMol Med,2014,18(4):568-589.

[9]Nicolescu MI,Bucur A,Dinca O,etal.Telocytes in parotid glands.Anat Rec(Hoboken),2012,295(3):378-385.

[10]Ceafalan L,Gherghiceanu M,Popescu LM,etal.Telocytes in human skin--are they involved in skin regeneration?.J Cell Mol Med,2012,16(7):1405-1420.

[11]Cretoiu SM,Cretoiu D,Marin A,et al.Telocytes:ultrastructural,immunohistochemical and electrophysiological characteristics in human myometrium.Reproduction,2013,145(4):357-370.

[12]Roatesi I,Radu BM,Cretoiu D,et al.Uterine Telocytes: A Review of Current Knowledge.Biol Reprod,2015,93(1):10.

[13]Cretoiu D,Radu BM,Banciu A,et al.Telocytes heterogeneity:From cellularmorphology to functional evidence.Semin Cell Dev Biol,2016.

[14]Mirancea N,Morosanu AM,Mirancea GV,et al.Infrastructure of the telocytes from tumor stroma in the skin basal and squamous cell carcinomas.Rom JMorphol Embryol,2013,54(4):1025-1037.

[15]Mou Y,Wang Y,Li J,etal.Immunohistochemical characterization and functional identification ofmammary gland telocytes in the self-assembly of reconstituted breast cancer tissue in vitro.JCell Mol Med,2013,17(1):65-75.

[16]Faussone-Pellegrini MS,Gherghiceanu M.Telocyte's contacts.Semin Cell Dev Biol,2016,55:3-8.

[17]Popescu LM,Fertig ET,Gherghiceanu M.Reaching out:junctions between cardiac telocytes and cardiac stem cells in culture.JCell Mol Med,2016,20(2):370-380.

[18]Cismasiu VB,Popescu LM.Telocytes transfer extracellular vesicles loaded with microRNAs to stem cells.JCell Mol Med,2015,19(2):351-358.

[19]Manole CG,Gherghiceanu M,Simionescu O.Telocyte dynamics in psoriasis.JCell Mol Med,2015,19(7):1504-1519.

[20]Diaz-Flores L,Gutierrez R,Garcia MP,et al.Uptake and intracytoplasmic storage of pigmented particles by human CD34+stromal cells/telocytes:endocytic property of telocytes.JCell Mol Med,2014,18(12):2478-2487.

[21]Ibba-Manneschi L,Rosa I,Manetti M.Telocyte implications in human pathology:An overview.Semin Cell Dev Biol,2016,55:62-69.

Themorphology,immunophenotypes,cell junctions and putative roles of telocytes

Wang Li1,2,Jin Huiling1,Zhang Ruzhi2*(1Department of Dermatology and Venereology,the First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Bengbu 233000,China;2Department of Dermatology and Venereology,the Third Affiliated Hospital of Soochow University,Changzhou 213000,China)

Telocytes(TCs)are a special type of interstitial cells described in recent yearswhich are ubiquitous in the organs and tissue of humans and mammals.TCs are characterized by their small size and extremely long and thin telopodes(Tps)which can reach as long as tens ofmicrons.They are generally difficult to recognize under conventionalmicroscopes.Popescu's team identified TCs for the first time by electronmicroscopy.They found that TCs had their'strategic'locations in tissuewhich accounted for their complex roles.Evidence is increasing these years suggesting the difficulty in characterizing TCs by immunophenotyping.Their phenotypes vary with the location and immediate demands of the tissue.Theirmorphology,immunophenotypes,junctions and putative roles are reviewed in this paper.

Telocytes;morphology;regenerativemedicine

R329.3

A

10.16705/j.cnki.1004-1850.2016.06.013

2016-10-28

2016-12-18

国家自然科学基金(81673078);蚌埠医学院研究生科研创新计划项目(Byycx1610)

汪丽,女(1990年),汉族,硕士研究生

*通讯作者(To whom correspondence should be addressed):ZhangRuzhi628@163.com

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