Рост ткани – это процесс, посредством которого ткань увеличивает свой размер . У животных рост тканей происходит во время эмбрионального развития , постнатального роста и регенерации тканей . Фундаментальной клеточной основой роста тканей является процесс пролиферации клеток , который включает в себя как рост клеток , так и деление клеток , происходящие параллельно. [1] [2] [3] [4]
Как контролируется пролиферация клеток во время роста ткани для определения конечного размера ткани, остается открытым вопросом в биологии. Неконтролируемый рост тканей является причиной рака .
Дифференциальная скорость пролиферации клеток внутри органа может влиять на пропорции, как и на ориентацию клеточных делений , и, таким образом, рост тканей способствует формированию тканей наряду с другими механизмами морфогенеза тканей .
Для некоторых тканей животных, таких как кожа млекопитающих , очевидно, что рост кожи в конечном итоге определяется размером тела, площадь поверхности которого покрывает кожа. Это предполагает, что пролиферация стволовых клеток кожи в базальном слое , вероятно, будет механически контролироваться, чтобы гарантировать, что кожа покрывает поверхность всего тела. Рост тела вызывает механическое растяжение кожи, которое ощущается стволовыми клетками кожи в базальном слое и, следовательно, приводит как к увеличению скорости пролиферации клеток , так и к содействию планарной ориентации делений стволовых клеток для производства новых стволовых клеток кожи. , а не только производить дифференцирующиеся супрабазальные дочерние клетки.
Пролиферация клеток в стволовых клетках кожи в базальном слое может управляться механически регулируемым семейством коактиваторов транскрипции YAP / TAZ , которые связываются с ДНК-связывающими транскрипционными факторами семейства TEAD в ядре , чтобы активировать экспрессию целевых генов и тем самым управлять клетками. распространение .
Для других тканей животных, таких как кости скелета или внутренние органы млекопитающих : кишечник , поджелудочная железа , почки или мозг , остается неясным, как сети регуляции генов развития , закодированные в геноме, приводят к органам таких разных размеров и пропорций.
Хотя разные ткани животных растут с разной скоростью и производят органы очень разных пропорций, общую скорость роста всего тела животного можно модулировать с помощью циркулирующих гормонов семейства инсулина / ИФР-1 , которые активируют путь PI3K/AKT/mTOR в организме . Многие клетки организма увеличивают среднюю скорость роста и деления клеток , что приводит к увеличению скорости пролиферации клеток во многих тканях. У млекопитающих выработка ИФР-1 индуцируется другим циркулирующим гормоном, называемым гормоном роста . Чрезмерное производство гормона роста или IGF-1 ответственно за гигантизм, тогда как недостаточное производство этих гормонов отвечает за карликовость .
Ткани взрослых животных, такие как кожа или кишечник, сохраняют свой размер, но подвергаются постоянному обновлению клеток за счет пролиферации стволовых клеток и клеток-предшественников, одновременно подвергаясь эквивалентной потере дифференцированных дочерних клеток в результате отслаивания. Градиенты активности сигнального пути Wnt, по-видимому, играют фундаментальную роль в поддержании пролиферации стволовых клеток и клеток-предшественников, по крайней мере, в кишечнике и, возможно, также в коже.
При повреждении тканей происходит усиление активности многих путей, контролирующих рост тканей, включая путь YAP / TAZ , сигнальный путь Wnt и факторы роста , которые активируют путь PI3K/AKT/mTOR .