Kuvassa 1 on Massonin trikromivärjätty luupinta, jossa vastamuodostunut, ei vielä mineralisoitunut osteoidipinta on sinisellä ja mineralisoitunut luu punaisella, sekä viereinen leikkaus, joka on kaksoisvärjätty CD34:n ja sileän lihaksen aktiinin (SMA) varalta IHC:n avulla. Luun pinnalla olevaa luunpintaa muodostavien luumuotoisten osteoblastien kerrosta peittää kerros SMA+ fibro-osteoblastisia pitkänomaisia latvussoluja. Aikuisilla ihmisillä luu ei rakennu, vaan olemassa oleva luu ensin kuluu ja sitten rakentuu uudelleen prosessissa, jota kutsutaan luun uudelleenmuokkaukseksi (Parfitt, 1994). Normaaleilla henkilöillä ja primaarista hyperparatyreoosia (PHPT) sairastavilla potilailla katos peittää valtaosan luun uudelleenmuodostumiskohdista (Hauge ym., 2001; Kristensen ym., 2013, 2014). Jo 1990-luvun julkaisuissa esitettiin, että sekundaarista hyperparatyreoosia sairastavien potilaiden luunmuodostuspintojen yläpuolella olevat monikerroksiset solukalvot koostuivat osteoblastilinjan soluista (Bianco ja Bonucci, 1991), kun taas Ellen Hauge kollegoineen osoitti vuonna 2001, että PHPT:tä sairastavilla potilailla luun uudelleenmuodostuskohtien kattavuus on hyvin laaja-alainen (kanopin peittävyys on hyvin laaja-alainen) (Hauge ym., 2001). Päinvastoin, katossolujen peittävyys on vähentynyt naisilla, joilla on postmenopausaalinen osteoporoosi, ja potilailla, joilla on multippeli myelooma tai Cushingin oireyhtymä (Andersen ym., 2014; Hinge ym., 2015; Jensen ym., 2012). Katoksen solut ovat todennäköisesti peräisin luuytimen mesenkymaalisista kuorisoluista (BME). BME-solut sijaitsevat rauhallisten pintojen yläpuolella ja muodostavat erittäin heikentyneen solukerroksen, joka on tuskin näkyvissä valomikroskopiassa, mutta joka voidaan visualisoida elektronimikroskopiassa (EM) (Kristensen ym., 2014). BME-solut ja katosolut lokeroivat luun pinnan viereisestä luuytimestä, ja ne muodostavat todennäköisesti tärkeän osteoblastien progenitoripopulaation (Kristensen ym., 2014). Luuta muodostaviin osteoblasteihin verrattuna preosteoblastisilla katossoluilla on pitkulaiset tumat ja pitkät solun jatkeet, jotka muistuttavat morfologisesti fibroblasteja. Ne värjäytyvät positiivisesti osteoblastien merkkiaineille, kuten osterixille ja runx2:lle, mutta myös hermoihin, sileisiin lihassoluihin, perisyyteihin ja fibroblasteihin liittyville merkkiaineille, kuten CD56:lle (NCAM), P3NP:lle ja SMA:lle (Andersen ym., 2013; Hinge ym., 2015; Jensen ym., 2012; Kristensen ym., 2013, 2014). Huomionarvoista on, että osterix, runx2 ja CD56 merkitsevät myös osteoblastilinjan soluja erodoituneilla pinnoilla, käänteissoluja ja luuta muodostavia osteoblasteja. On hyvin todennäköistä, että BME- ja katoksen soluilla on tuntematon rooli hematopoieettisten kantasolujen ja esisolujen (HSPC) säätelyssä. Ensinnäkin niiden sijainti osuu yksiin katoksen solujen ja luuytimen solujen välisen oletetun parakriinisen vuorovaikutuksen kanssa, koska katoksen peittää osteoklastit ja osteoblastilinjan solut luun pinnalla. Toiseksi joillekin PHPT-potilaille kehittyy anemia mahdollisesti luuytimen fibroosin vuoksi (Bhadada ym., 2009). Kolmanneksi 30 vuotta sitten eräässä tutkimuksessa osoitettiin, että parathormonin (PTH) pääasiallinen luustokohde ei ollut kypsä osteoblasti vaan oletettu preosteoblastisolu (Rouleau ym., 1988), ja viime aikoina PTH-reseptori 1:n (PTHR1) osoitettiin esiintyvän katoksen soluissa lapsilla, joilla oli vakava munuaissairaus, ja poikkeuksellisen monikerroksisen katoksen peittävyys korreloi PTH:n tason kanssa (Pereira ym., 2016). Neljänneksi sekä prekliiniset että kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet PTH:n säätelevän hematopoieettisia kantasoluja (HSC) ja HSC-nicheä (Brunner ym., 2007; Yu ym., 2014; Calvi ym., 2003), ja prekliininen tutkimus osoitti, että PTH-hoito luuydinsiirron jälkeen johti HSC:n lisääntyneeseen sitoutumiseen (Adams ym., 2007). Potilaat, joita hoidettiin PTH:lla 28 päivän ajan kaksinkertaisen napanuoraverisiirron jälkeen, eivät kuitenkaan saaneet nopeampaa tai parempaa verenkuvan palautumista (Ballen ym., 2012). Silti fibro-osteoblastiset katosolut ja mahdollisesti myös niiden esiasteet BME-solut ovat PTH:n tärkein solukohde, ja kyvyttömyys siirtää PTH-hoidon vaikutuksia prekliinisistä tutkimuksista kliinisiin tutkimuksiin ei sulje pois vaikutuksen mahdollisuutta, mutta korostaa eräitä vaikeuksia, joita on havaintojen siirtämisessä nuorista hiiristä, joilla luunmallinnus on nopeasti käynnissä, iäkkäisiin ihmisiin, joilla luun uudelleenmuodostus on hitaasti käynnissä.
Kuva 1. Luuta muodostavan pinnan visualisointi. Kaksi kuvaa, jotka on saatu vierekkäisistä leikkeistä, jotka joko värjättiin modifioidulla Massonin trikromilla (A) tai kaksoisvärjättiin CD34:n ja SMA:n osalta IHC:llä (B). Alemmat katkoviivat osoittavat luun pinnan ääriviivat, kun taas ylemmät osoittavat katoksen ääriviivat. Vasta muodostunut ei-mineralisoitunut osteoidipinta on sininen, kun taas mineralisoitunut luu on punainen (A). Huomaa, että vain fibro-osteoblastiset pitkänomaiset katoksen solut värjäytyvät SMA:n suhteen positiivisiksi, kun taas luun muodostavat osteoblastit värjäytyvät negatiivisiksi (B). Keltaiset ja mustat nuolenkärjet osoittavat kapillaaria. Mittakaavapalkit = 25 μm. Leikkeet on saatu 57-vuotiaan terveen naispuolisen vapaaehtoisen henkilön parafiiniin upotetusta luuydinbiopsiasta (Tanskan kansallisen biolääketieteellisen tutkimuseettisen komitean projektin ID # S-20110112).