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肾小管间质纤维化过程中所形成的基质的扩增，主要由成纤维细胞合成。人们早已观察到在间质纤维化时，间质成纤维细胞明显增多。
成纤维细胞可能有3个来源，分别为基质原有成纤维细胞、周围血管壁的肌成纤维细胞，以及小管上皮细胞的转化。
关于肌成纤维细胞的来源尚不完全清楚。它们可能主要来源于传统的间质成纤维细胞，但部分可能来源于外周血管细胞迁移到间质。应用免疫组化染色研究，发现肌成纤维细胞可被认为是表达α-平滑肌肌动蛋白的间质细胞。TGF-β 1 和PDGFB是两种可将成纤维细胞转化为肌成纤维细胞的生长因子。间质成纤维细胞可表现为一种肌成纤维细胞的表型，这被认为是细胞处于激活状态。
肾小管上皮细胞向纤维细胞的转化过程复杂，其中包括小管上皮细胞去极化、细胞呈梭形变及间叶标志物（如纤维细胞特异蛋白、Vimentin、αSMA）表达增加等。TGF-β可促进肾小管上皮细胞的转分化，而HGF则可以对抗这一进程。同时bFGF、糖基化代谢产物、AngⅡ也可以诱导小管上皮细胞的转分化。最近的研究发现，TGF-β/Smad信号通道可能是介导肾小管上皮细胞-成纤维细胞间转化的重要机制。实际上，Smad信号通道是AngⅡ和Smad诱导肾小管上皮细胞-成纤维细胞转化的关键途径。其中TGF-β受体关联的Smad2被激活，而抑制性蛋白Smad7则受到抑制。TGF-β信号通过各种Smad蛋白的激活和失活来调节这一进程。应用HGF或阻断Smad信号通道，来阻止这一进程，可能是防治肾间质纤维化的新策略。
细胞外基质蛋白主要是由Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原以及纤维连接蛋白组成，而具体何种细胞合成了这些蛋白尚不完全明确。原位杂交研究偏向成纤维细胞是最重要的分泌细胞。多种促进成纤维细胞有丝分裂的物质在体外已确定，包括：IL-1、TNF-α、TGF-β、PDGF、FGF、EGF/TGF-α、IGF-1、IFN-α、纤维蛋白溶酶原激活物、纤维蛋白原和ET-1。但是在体内，对肾成纤维细胞的有丝分裂刺激知之甚少。若肾成纤维细胞的生长环境不同（如纤维化环境与正常的环境）则其有丝分裂原不同。纤维化来源的成纤维细胞对IL-1β的刺激有增殖反应，而正常肾成纤维细胞无反应。而且，对于一些传统的致有丝分裂原如bFGF，来源于正常和纤维化肾组织的成纤维细胞均无增殖反应。