Рост тканей — 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 их деление, происходящие параллельно. [1] [2] [3] [4]
Как контролируется пролиферация клеток во время роста ткани, чтобы определить окончательный размер ткани, является открытым вопросом в биологии. Неконтролируемый рост ткани является причиной рака .
Различная скорость пролиферации клеток в органе может влиять на пропорции, как и ориентация деления клеток , 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 говорит о том, что пролиферация клеток в стволовых клетках кожи в базальном слое , вероятно, контролируется механически, 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 плоскостной ориентации делений стволовых клеток для производства новых стволовых клеток кожи , а не только к производству дифференцирующихся надбазальных дочерних клеток.
Пролиферация клеток в стволовых клетках кожи в базальном слое может быть вызвана механически регулируемым семейством транскрипционных коактиваторов YAP / TAZ , которые связываются с ДНК-связывающими факторами транскрипции семейства TEAD в ядре , активируя экспрессию целевого гена и тем самым стимулируя пролиферацию клеток .
Что касается других тканей животных, таких как кости скелета или внутренние органы млекопитающих (кишечник , поджелудочная железа , почки или мозг) , то остается неясным, каким образом сети регуляции генов развития , закодированные в геноме, приводят к появлению органов столь разных размеров и пропорций.
Хотя различные ткани животных растут с разной скоростью и производят органы очень разных пропорций, общая скорость роста всего тела животного может модулироваться циркулирующими гормонами семейства инсулина / ИФР-1 , которые активируют путь PI3K/AKT/mTOR во многих клетках организма, чтобы увеличить среднюю скорость как роста клеток , так и их деления , что приводит к увеличению скорости пролиферации клеток во многих тканях. У млекопитающих выработка ИФР-1 индуцируется другим циркулирующим гормоном, называемым гормоном роста . Избыточная выработка гормона роста или ИФР-1 ответственна за гигантизм, в то время как недостаточная выработка этих гормонов ответственна за карликовость .
Ткани взрослых животных, такие как кожа или кишечник, сохраняют свой размер, но подвергаются постоянному обороту клеток путем пролиферации стволовых клеток и клеток-предшественников, одновременно подвергаясь эквивалентной потере дифференцированных дочерних клеток посредством отшелушивания. Градиенты активности сигнального пути Wnt , по-видимому, играют фундаментальную роль в поддержании пролиферации стволовых и клеток-предшественников, по крайней мере, в кишечнике, а возможно, и в коже.
При повреждении тканей происходит повышение активности многих путей, контролирующих рост тканей, включая путь YAP / TAZ , сигнальный путь Wnt и факторы роста , активирующие путь PI3K/AKT/mTOR .