Vävnadstillväxt
Vävnadstillväxt är den process genom vilken en vävnad ökar sin storlek . Hos djur sker vävnadstillväxt under embryonal utveckling , postnatal tillväxt och vävnadsregenerering . Den grundläggande cellulära grunden för vävnadstillväxt är processen för cellproliferation , vilket innebär att både celltillväxt och celldelning sker parallellt.
Hur cellproliferation kontrolleras under vävnadstillväxt för att bestämma slutlig vävnadsstorlek är en öppen fråga inom biologi. Okontrollerad vävnadstillväxt är en orsak till cancer .
Skillnader i cellproliferationshastigheter inom ett organ kan påverka proportioner, liksom orienteringen av celldelningar, och sålunda bidrar vävnadstillväxt till att forma vävnader tillsammans med andra mekanismer för vävnadsmorfogenes .
Mekanismer för kontroll av vävnadstillväxt hos djur
Mekanisk kontroll av vävnadstillväxt i djurhud
För vissa djurvävnader, såsom däggdjurshud, är det tydligt att hudens tillväxt i slutändan bestäms av storleken på kroppen vars yta huden täcker. Detta tyder på att cellproliferation i hudstamceller i basalskiktet sannolikt kommer att kontrolleras mekaniskt för att säkerställa att huden täcker hela kroppens yta. Tillväxt av kroppen orsakar mekanisk sträckning av huden , vilket känns av hudstamceller i basalskiktet och leder följaktligen till både en ökad cellproliferation och främjar den plana orienteringen av stamcellsdelningar för att producera nya hudstamceller snarare än att endast producera differentierande supra-basala dotterceller.
Cellproliferation i hudstamceller i basalskiktet kan drivas av den mekaniskt reglerade YAP / TAZ -familjen av transkriptionella ko-aktivatorer , som binder till TEAD -familjens DNA-bindande transkriptionsfaktorer i kärnan för att aktivera målgenexpression och därigenom driver cellen spridning .
För andra djurvävnader, såsom skelettets ben eller de inre däggdjursorganen tarm , bukspottkörtel , njure eller hjärna , är det fortfarande oklart hur utvecklingsgenreglerande nätverk som kodas i genomet leder till organ av så olika storlekar och proportioner.
Hormonell kontroll av vävnadstillväxt i hela djurkroppen
Även om olika djurvävnader växer i olika hastighet och producerar organ med mycket olika proportioner, kan den totala tillväxthastigheten för hela djurkroppen moduleras av cirkulerande hormoner från insulin/IGF-1-familjen, som aktiverar PI3K / AKT/mTOR-vägen i många celler i kroppen för att öka den genomsnittliga hastigheten för både celltillväxt och celldelning , vilket leder till ökad cellproliferation i många vävnader. Hos däggdjur induceras produktionen av IGF-1 av ett annat cirkulerande hormon som kallas tillväxthormon . Överdriven produktion av tillväxthormon eller IGF-1 är ansvarig för gigantism medan otillräcklig produktion av dessa hormoner är ansvarig för dvärgväxt .
Utvecklingskontroll av vävnadstillväxt under vuxen vävnadshomeostas
Vuxna djurvävnader såsom hud eller tarm bibehåller sin storlek men genomgår konstant omsättning av celler genom proliferation av stamceller och progenitorceller samtidigt som de genomgår en motsvarande förlust av differentierade dotterceller via avslagning. Gradienter av Wnt-signalvägaktivitet verkar ha en grundläggande roll för att upprätthålla proliferation av stam- och stamceller, åtminstone i tarmen, och möjligen även i huden.
Regenerativ vävnadstillväxt efter sår eller andra typer av skador
Vid vävnadsskada sker en uppreglering av aktiviteten hos många vägar som kontrollerar vävnadstillväxt, inklusive YAP / TAZ -vägen, Wnt-signalvägen och tillväxtfaktorer som aktiverar PI3K/AKT/mTOR-vägen .