IPSC tehnoloogial põhinev regeneratiivne meditsiin neeruhaiguste jaoks
Feb 23, 2022
AbstraktneVäheste ravimeetoditeganeeruhaigused, on üha enam tähelepanu pööratud regeneratiivsele meditsiinile kui uuele ravivõimalusele. Viimased edusammudneerudTähelepanuväärne on regenereerimine inimese poolt indutseeritud pluripotentsete tüvirakkude (hiPSC) abil. Tuginedes teadmisteleneerudareng, hiPSC-de suunatud diferentseerimine kaheks embrüonaalseksneerudon loodud eellasrakud, nefroni eellasrakud (NPC-d) ja ureteric bud (UB), mis võimaldavad nefroni genereerimist ja kanalite organoidide kogumist. Veelgi enam, inimeneneerudkudesid saab genereerida nendest hiPSC-st pärinevatest eellasrakkudest, milles NPC-st pärinevad glomerulid janeeru-torukesed ja UB-st saadud kogumiskanalid on omavahel ühendatud. Indutseeritudneerudkuded vaskulariseeritakse veelgi, kui siirdatakse immuunpuudulikkusega hiirtele. Lisaksneerudsiirdamisel kasutamiseks mõeldud rekonstrueerimine, on näidatud, et rakuteraapia, kasutades hiPSC-st pärinevaid NPC-sid, leevendab ägedatneerukahjustus(AKI) hiirtel. Haiguste modelleerimise ja ravimite avastamise uuringuid, mis kasutavad haigusspetsiifilisi hiPSC-sid, on jõuliselt läbi viidud ka raskesti lahendatavateneerudhäired, nagu autosoomne domineeriv polütsüstneeruhaigus(ADPKD). Püüdes lahendada tüsistusi, mis on seotudneeruhaigused, loodi edukalt hiPSC-st saadud erütropoetiini (EPO) tootvaid rakke, et leida ravimeid ja arendada rakuteraapiatneeru-aneemia. See ülevaade võtab kokku arengubioloogia hetkeseisu ja tulevikuperspektiividneerudja iPSC tehnoloogial põhinev regeneratiivne meditsiinneeruhaigused.
Märksõnad:iPSC; Neerude taastamine; Nefroni eellasrakk; Kuseteede pung; rakuteraapia; Haiguste modelleerimine, neerud, neerud.
Sissejuhatus Neeruhaigusedpõhjustada tohutuid meditsiinilisi probleeme ja majanduslikku koormust kogu maailmas, kuid tervendavat ravi on vähe, välja arvatudneeru-siirdamist, mida takistab tõsine doonororganite puudus [1]. Üks lahendus on regeneratiivse meditsiini strateegia väljatöötamine, kasutades inimese pluripotentseid tüvirakke (hPSC), nagu embrüonaalsed tüvirakud (hESC) ja indutseeritud pluripotentsed tüvirakud (hiPSC-d) [2]. Nende potentsiaali tõttu lõpmatult paljuneda ja diferentseeruda mis tahes rakutüübiks kehas, sealhulgasneeru-rakud, eeldatakse, et hPSC-d toimivad regeneratiivse meditsiini rakuallikana, näiteksneerudrekonstrueerimine ja rakuteraapia. Lisaks saab haigusspetsiifilisi hPSC-sid, millel on geneetiline eelsoodumus spetsiifilise haiguse tekitamiseks, kasutada patoloogilise analüüsi ja ravimite avastamise mudelite väljatöötamiseks, milles hPSC-dest diferentseeritud vigastatud rakutüübid reprodutseerivad haiguse fenotüüpe in vitro [2]. Selles artiklis võtan kokku hiljutised edusammudneerudregeneratsiooniuuringud, mis põhinevad arengubioloogial ning kirjeldavad regeneratiivse meditsiini ja haiguste modelleerimise tulevikuperspektiiveneeruhaigused.
Neerude arendajadt Neeron saadud varasest embrüonaalsest idukihist, vahepealsest mesodermist (IM) [3] (joonis 1a). Selgroogsetel tekitab IM järjest kolmneerud,pronephros, mesonephros ja metanephros (joonis 1b). Mesonephros on täiskasvanuneerudkalade ja kahepaiksete seas, metanefros aga täiskasvanudneerudroomajate, lindude ja imetajate seas. Kuigi need kolmneerudon sarnased selle poolest, et koosnevad nefronitest, funktsionaalsest üksusestneerud, nende nefronite arv on erinev. Täiskasvanud imetajaneerudmetanefros
Joonis 1 Suunatud diferentseerimineneerudliinirakud. ac Skemaatilised joonised, mis näitavad mesodermi spetsifikatsiooni (a), kolme moodustumistneerudb) ja metanefroosi areng (c). IM: vahepealne mesoderm; MM: metanefriline mesenhüüm; UB: kusejuha pung. d HiPSC-st pärinevate nefroni eellasrakkude (NPC) immunovärvimine OSR1, SIX2 ja HOXD11 jaoks. e HiPSC-st saadud NPC-dest moodustunud nefroni organoidi immunovärvimine pärast 10-päevast õhu-vedeliku interface kultuuri. PODXL: podokalüksiin (podotsüüdi marker; valge); LTL: Lotus tetragonolobus lektiin (proksimaalne tuubuli marker; punane); CDH1: CADHERIN 1 (distaalne tuubuli marker; roheline). f, g E-CADHERIN (roheline), GATA3 (punane) ja tuumade (sinine; g) eesmiste IM-rakkude immunovärvimine (roheline; g). h Morfoloogiline muutus hargnevate iUB organoidide rekonstrueerimisel 7 päeva jooksul. i iUB organoidi immunovärvimine RET (roheline), CK8 (punane) ja PAX2 (sinine) jaoks. j iUB organoidi toluidiinsinine värvumine, millel on torukujulised luumenid. k Heledad (vasakul) ja immunovärvilised kujutised (keskel ja paremal) kanalilaadsete torukujuliste struktuuride kogumisest, mis on tuletatud iUB organoidist FOXA1 (valge), AQP2 (punane) ja GATA3 (roheline) jaoks. Skaalavardad, 100 μm. (d) ja (e) on kohandatud Tsujimoto et al. [12], (f) ja (g)–(k) on kohandatud Mae et al. [14, 15] moodustub vastavalt kahe IM-st saadud embrüonaalse koe, metanefrilise mesenhüümi (MM) ja kusejuha punga (UB; joonis 1c) vastastikusel interaktsioonil. MM tekitab täiskasvanu nefroneid ja interstitsiumineerud, samas kui UB erineb, et arendada alumisi kuseteede kogumiskanalitest kuni kusepõie osani [3]. Uudse klonogeense testi loomisega näitasime esimest korda, et MM sisaldab multipotentseid eellasrakke, mis võivad diferentseeruda mitmeks epiteelirakkudeks, mis moodustavad nefroneid, nagu glomerulaarsed podotsüüdid janeeru-torukujuline epiteel [4]. Hiljem selgus liini jälgimise katsetest, et neid eellasi tähistab transkriptsioonifaktor Six2 [5]. Neid eellasrakke nimetatakse nüüd nefroni eellasrakkudeks (NPC). Taguchi et al. näitas, et IM jaguneb eesmiseks ja tagumiseks domeeniks, mis põhjustavad vastavalt UB ja MM [6]. Nende leidude põhjalneerudarendamiseks on tehtud jõulisi jõupingutusi taastumiseksneerudhPSC-de päritolu rakud.
hPSC-de suunatud diferentseerimine neeruliinideks Esimese sammuna hiPSC-de otseseks eristamiseksneerudsuguvõsa matkimise teelneerudväljatöötamisel keskendus meie rühm IM-rakkude genereerimisele ja genereeris geeni redigeerimise teel OSR1 geeni jaoks reporter-hiPSC liine, mis on IM-i spetsiifiline marker [7]. Kasutades kvantitatiivset hindamissüsteemi ja reporter-hiPSC liine, töötasime välja väga tõhusa diferentseerimisprotokolli, mis indutseerib hiPSC-d OSR1-ekspresseerivateks IM-rakkudeks. Need indutseeritud IM-rakud näitasid arengupotentsiaali edasiseks diferentseerumiseks täiskasvanud neerurakkude tüüpideks, nagu glomerulaarsed podotsüüdid janeeru-tuubulirakke, in vitro ja moodustada kolmemõõtmelisi (3D) torukujulisi struktuure, kultiveerides koos hiire metanefrirakkudega [8, 9].
Taguchi et al. esimest korda töötasid välja selektiivsed diferentseerimismeetodid NPC-de esilekutsumiseks tagumise IM kaudu nii hiire ESC-dest (mESC-dest) kui ka hiPSC-dest ning genereerisid ka nefroni organoidid, mis sisaldasid glomeruleid janeeru-tuubulid in vitro indutseeritud NPC-dest [6]. Takasato et al. teatas põlvkonnastneerudorganoidid, mis sisaldasid mitutneeru-rakutüübid, nagu glomerulid,neeru-torukesed, kogumiskanalid, stroomarakud ja vaskulaarsed rakud [10]. 2D-kultuurisüsteemi arendades said Morizane et al. tõhusalt genereeritud NPC-d hiPSC-dest ja seejärel NPC-dest nefronorganoidid [11]. Hiljuti töötas meie rühm välja astmelise diferentseerimismeetodi, et indutseerida tõhusalt hiPSC-sid NPC-deks, millel on diferentseerumispotentsiaal nefronorganoidide moodustamiseks [12] (joonis 1d, e). Meie diferentseerimismeetod, mis koosneb 6 sammust, võtab NPC-de loomuliku arenguprotsessi täpsemalt kokku kui Takasato jt meetodid. ja Morizane et al. [10, 11] ja genereerib tõhusamalt NPC-sid 2D-diferentseerimisvormingus kui Taguchi jt meetod. mis kasutab 3D-kultuuri [6].
Seoses UB-liinide suunatud diferentseerumisega diferentseerisid Taguchi ja Nishinakamura mESC-d ja hiPSC-d eesmise IM-i ja nefrokanali (ND) kaudu UB-sarnasteks struktuurideks [13]. Kuid ND epiteeli induktsiooni efektiivsus oli madal ja järgnevate analüüside jaoks on vaja ND-rakke puhastada tsütomeetria abil. Töötasime välja tõhusama 2D-diferentseerimismeetodi, mis toodab hiPSC-dest ND-epiteeli eesmise IM kaudu ja sisaldab järgnevaid diferentseerumisetappe ilma puhastamiseta [14] (joonis 1f, g). Indutseeritud ND-rakud moodustasid 3D-kultuuris UB-sarnased struktuurid RET (pluss) otsa ja CK8 (pluss) tüve domeenidega. Mõlema rühma loodud UB-sarnased struktuurid näitasid siiski piiratud hargnemispotentsiaali. Hiljuti, muutes meie UB diferentseerimismeetodit, genereerisime edukalt indutseeritud UB (iUB) organoidid, millel on epiteeli polaarsus, torukujulised luumenid ja korduv hargnev morfogenees [15] (joonis 1h–j). Veelgi enam, meil õnnestus indutseerida need iUB organoidid diferentseeruma kanalite organoidideks, mis vastavad nende in vivo kolleegidele 7. rasedusnädalal inimese embrüote (joonis 1k).
Neerude eellasrakkude laienemineTarnida tohutul hulgalneeru-rakud alus- ja kliinilisteks uuringuteks, in vitro ekspansioonikultuuri meetodid embrüo jaoksneerudeellased on uuritud. Brown et al. ja Tanigawa et al. teatasid hiire embrüotest eemaldatud NPC-de in vitro laienemisest [16, 17]. Li et al. laiendasid ja säilitasid nii hiire kui ka inimese embrüotest pärinevaid NPC-sid in vitro pikka aega, kasutades 3D-rakkude agregatsioonikultuuri vastavalt 17 ja 7 kuud [18]. Rühm laiendas samade meetodite abil ka in vitro hiPSC-dest diferentseeritud NPC-sid 2 kuu jooksul. Kuigi kõik need kolm meetodit kasutavad luu morfogeneetilist valku (BMP) 7, on BMP7 roll NPC laienemisel teadmata. Keemiliste ühendite sõelumisel tuvastasime JAK3 inhibiitori TCS21311 BMP7 asendajana Li jt poolt välja töötatud ekspansioonikultuuris. [18] ja paljastas BMP7 uudse inhibeeriva rolli JAK{14}}STAT3 signaaliülekandes NPC laiendamiseks [19]. Lisaks parandas TCS21311 lisamine ekspansioonikultuuri nii hiire embrüo- kui ka hiPSC-st pärinevate NPC-de proliferatsioonikiirust. Hiljuti töötasime välja hiPSC-st pärinevate UB-rakkude ekspansioonikultuuri, milles iUB-organoididest eraldatud üksikud rakud prolifereeruvad, moodustades UB-otsa markereid ekspresseerivaid kolooniaid [15]. Need tipukolooniad võivad taastada korduva hargnemispotentsiaaliga iUB organoidid ja seda taastamisprotsessi saab korrata vähemalt kolm korda.
Joonis 2 Rekonstrueerimineneerudstruktuurid. a Skeem, mis näitab pronephros struktuuride teket Xenopus embrüote loomakübarast. b–d Terve kinnitus (b) ja lõigu topelt-immunovärvimise kujutised (c, d) 42. staadiumis ekvivalendist Xenopus eksplantaadist (b, c) ja 40. staadiumis vastsest (d), kasutades pronefria tuubulispetsiifilist antikeha (3G8, punane) ja pronefrilise kanali-spetsiifiline antikeha (4A6, sinine). e Skeem, mis näitab in vitro rekonstrueerimistneerudstruktuurid hiPSC-dest. f 20. päeva kolmekordne immunovärvimineneerudorganoidid podotsüütide markerite (PODXL), proksimaalsete tuubulite (LTL) ja distaalsete tuubulite ja kogumiskanalite (CDH1; vasakul) jaoks ning PODXL ja distaalsete tuubulite ja kogumiskanalite markerite (AVPR2) ja kogumiskanalite (CALB1; parem) jaoks . Pange tähele, et nõrku CDH1 signaale leiti ka vasakpoolses paneelis LTL pluss proksimaalsetes tuubulites. g Skeem, mis näitab in vivo rekonstrueerimistneerudstruktuurid hiPSC-dest. h Madalama suurendusega pilt, mis näitab kogu hostineerudja hiPSC-st tuletatudneerudtransplantaat (roheline) pärast rodamiin B-konjugeeritud dekstraani manustamist peremeeshiire sabaveeni kaudu. i Intravitaalne multifotoonmikroskoopiline pilt pärast rodamiin B-ga konjugeeritud dekstraani sabaveeni süstimist, mis näitab peremeeshiirte veresoonte luumenite tungimist hiPSC-st tuletatud glomerulitaolisesse struktuuri (roheline). Skaalavardad, 100 μm punktides (b)–(d) ja (f), 500 μm (h) ja 40 μm punktis (i). (b)–(d) ja (e)–(i) on kohandatud Osafune et al. [22] ja Tsujimoto jt. [12] vastavalt [22]
Neerude rekonstrueerimine Varasemad tööd rekonstrueerimiseksneerudstruktuurides kasutati kahepaiksete viljastatud munade oletatavat ektodermi piirkonda, mida nimetatakse loomakorkiks, mis on multipotentne rakumass (joonis 2a). Moriya et al. teatas, et kombinatoorne ravi aktiviin A ja retinoehappega (RA) indutseeris looma mütsi in vitro pronefrilisteks tuubuliteks [20]. Brennan et al. näitas, et eksplantaatides indutseeriti ka pronefriline glomus [21]. Näitasime, et indutseeritud eksplantaadid sisaldasid pronefrilisi kanaleid ja pronefrilisi kudesid saab kahepaiksete multipotentsetest rakkudest in vitro regenereerida [22] (joonis 2b–d). Kuigi in vitro regenereerimissüsteem pronephricneerudSeda ei saa otseselt tõlkida kliinilisteks uuringuteks, see võib olla lihtne ja kasulik õppesüsteemneerudarengut.Lisaks nefronorganoidide genereerimisele mESC-st ja hPSC-st tuletatud NPC-dest ja kanalite organoidide kogumisele hPSC-st tuletatud UB-rakkudest, nagu eespool kirjeldatud, on Taguchi et al. loodud hiirneerudorganoidid, kombineerides mESC-st pärinevaid NPC-sid ja UB-sid ning hiire embrüotest eemaldatud interstitsiaalseid eellasi, mis sisaldavad glomeruleid,neeru-torukesed ja kogumiskanalid [13]. Me lõime inimeseneerudorganoidid in vitro, kultiveerides koos NPC-sid ja UB-rakke, mis indutseeriti eraldi hiPSC-dest ja milles NPC-st pärinevad glomerulid janeeru-torukesed ja UBderiveeritud kogumiskanalid on omavahel ühendatud [12] (joon. 2e, f). Kui siirdatakseneeru-immuunpuudulikkusega hiirte subkapsulaarne ruum, need hiPSC-st pärinevadneerudperemeeshiirte veresoontesse integreeritud organoidid (joonis 2g-i).
Seoses regenereerimiseganeerudUuritud on kuseteedega organeid, katseloomade keha kasutavaid meetodeid, nagu liikidevaheline blastotsüstide komplementatsioon [23] ja organogeense niši meetod [24]. Goto et al. süstis metsiktüüpi mESC-sid anefriliste Sall1(−/−) rottide blastotsüstidesse ja tal õnnestus liikidevaheliselt genereerida hiirneerudperemeesrotil [23]. Fujimoto jt. töötas välja rakkude siirdamise meetodi, mille kaudu siirdati hiPSC-st pärinevad NPC-dneerudhiire embrüote arengupiirkond (st organogeenne nišš) emakas, kus siirdatud ja peremees-NPC-d aitasid koos kaasa kimäärse korgi mesenhüümi tekkele, mis oli ühendatud peremeeshiire UB-ga [24]. Samas kui MM-ist tuletatud glomeruli jarenal tuubul saadi süstitud PSC-dest või NPC-dest, ülejäänud neerude rakutüübid, nagu UB-st pärinevad kogumiskanalid ning alumiste kuseteede ja veresoonte rakud, pärinesid nende kahe strateegia peremeesloomadest.
Haiguste modelleerimineiPSC-tehnoloogia on võimaldanud luua in vitro haigusmudeleid, milles patsiendi somaatilistest rakkudest või tervetelt doonoritelt saadud hiPSC-des esinevate põhjuslike geenide redigeerimise teel eristatakse haiguse fenotüüpide jäljendamiseks vigastatud rakutüüpe [2]. ] (joonis 3a). Freedmani jt varasem töö. genereeris autosomaalse domineeriva polütsüstoosiga patsientidelt hiPSC-sidneeruhaigus(ADPKD), mis on põhjustatud PKD1 geeni mutatsioonidest, ja leidis, et hiPSC-d ja nende diferentseerunud rakud näitasid polütsüstiin 2 allareguleerimist, selgitades uudset mehhanismi, milles PKD1 geeni poolt kodeeritud polütsüstiin 1 reguleerib polütsüstiini 2 ekspressiooni [25]. Meie rühm genereeris ADPKD-ga patsientidelt, sealhulgas intrakraniaalsete aneurüsmidega komplitseeritud patsientidelt hiPSC-sid, ja kinnitas, et hiPSC-dest diferentseeritud vaskulaarsed rakud näitasid muutunud rakusisese kaltsiumi käitlemise ja rakuvälise maatriksiga seotud geenide ekspressiooni, mis on kooskõlas ADPKD hiiremudelite veresoonkonna rakkudega janeeru-ADPKD patsientidelt saadud tsüstirakud [26].
Hiljutised edusammud nefronorganoidide genereerimisel hiPSC-dest on võimaldanud modelleeridaneerudhäired, nagu nefronoftiis [27], kaasasündinud nefrootiline sündroom [28] ja autosoom-retsessiivne polütsüstilineneeruhaigus(ARPKD) [29].Neerudgeeniga redigeeritud homosügootsetest PKD1/2-mutantsetest hESC-dest on loodud nefronorganoide kasutavad ADPKD tsüstimudelid [30]. Need mudelid ei võtnud aga kokkuneeru-tsüsti fenotüübid, mida täheldati ADPKD-s, kui kasutatakse ADPKD patsiendilt saadud või geeniga redigeeritud heterosügootseid PKD1-mutantse hiPSC-sid. Seevastu genereerisime hiljuti nefroni organoidid nii ADPKD patsiendilt saadud kui ka geeniga redigeeritud heterosügootsetest ja homosügootsetest
Joonis 3 ADPKD modelleerimine haigusspetsiifiliste hiPSC-de abil. a Skemaat, mis näitab ADPKD haiguste modelleerimise uuringuid. Haigusspetsiifilised hiPSC-d saadakse ADPKD patsientide somaatiliste rakkude ümberprogrammeerimise või PKD1 / 2 geeni redigeerimise teel tervetelt doonoritelt saadud hiPSC-des. Haigusmudelid luuakse ADPKD-spetsiifiliste hiPSC-de eristamiselneeru-kuded patoloogiliseks analüüsiks ja ravimite avastamiseks. b Tüüpilised heledad pildid metsikut tüüpi ja geeniga redigeeritud PKD1-mutantsest hiPSC-st tuletatudneerudorganoidid pärast 7-päevast forskoliiniravi. c Tsüstiliste piirkondade kvantifitseerimineneerudorganoidid punktis b. Andmed on esitatud keskmisena ± SE kolmest sõltumatust katsest, millest igaühes on neli kordust. **lk<0.005 and=""><0.001 by="" one-way="" anova="" and="" bonferroni's="" method.="" d="" representative="" bright-feld="" images="" of="" normal="" subject-="" and="" adpkd="" patient-derived="">neerudorganoidid pärast 7-päevast forskoliiniravi. e Patsientidelt saadud tüüpilised eredad kujutisedneerudorganoidid pärast 7-päevast ravi CFTR inhibiitoriga 172 (100 µM) või everoliimusega (10 µM) forskoliini juuresolekul. Skaalaribad, 300 μm (b), (d, parem) ja (e) ning 500 μm (d, vasakul). Kohandatud Shimizu et al. [31]
PKD1-mutantsed hiPSC-d reprodutseerimiseksneeru-tsüst leegionid poolt skoliini raviks [31]. Tuleb märkida, et me nõustusime selleganeeru-tsüstid võivad moodustuda kõigist kolmest hiPSC tüübist (joonis 3b-d). Need neerutsüstid reageerisid mõnedele ravimitele, mis teadaolevalt pärsivad ADPKD-s tsüstide moodustumist, näiteks rapamütsiini (mTOR) sihtmärk imetajatel, mis näitab, et neid mudeleid saab kasutada ravimiühendite skriinimiseks, mis takistavad.neeru-tsüsti moodustumine [31] (joonis 3e). Praegu loome suure läbilaskevõimega keemilisi sõelumissüsteeme, muutes ADPKD terapeutiliste ravimite avastamiseks mõeldud tsüstimudeleid.
Neeruhaiguste tüsistuste käsitlemine Peamised tüsistused, mis on seotud krooniliseneeruhaigus(CKD) hõlmavadneeru-aneemia, mis on põhjustatud hematopoeetilise hormooni erütropoetiini (EPO) ebapiisavast tootmisestneerud. Kuigineeru-aneemiat on edukalt ravitud inimese rekombinantsete EPO ainete vahelduva manustamisega, on vaja rohkem füsioloogilisi ravimeetodeid. Arvestades, et EPO-d toodab maks ka embrüonaalsetes staadiumides või raske aneemia korral isegi täiskasvanutel, muutsime varem teatatud maksa diferentseerumise protokolli ja õnnestus luua hiPSC-dest (hiPSC-EPO rakud) EPO-d tootvaid rakke [32]. ] (joonis 4a). Need hiPSC-EPO rakud reguleerivad üles EPO tootmist vastusena hüpoksilistele stiimulitele, mis jäljendavad nende in vivo vasteid (joonis 4b, c). Kultuuri supernatandis sisalduv EPO valk näitas kolooniate moodustumise analüüsi põhjal erütroidsete liinide diferentseerumist soodustavat toimet (joonis 4d). Lisaks paranesid need hiPSC-EPO rakudneeru-aneemia 7 kuud pärast siirdamist hiiremudelitel, mis on indutseeritud adeniini manustamisega (joonis 4e). Seega saab hiPSC-EPO rakke kasutada uudsete ravimite avastamiseks ja neeruaneemia vastaste rakuteraapiate väljatöötamiseks [32].
RakuteraapiaUurimused rakuteraapia kohta, kasutades hiPSC-st saadud embrüonaalsetneerudeellasloomad on läbi viidud. Püüdes uurida nende terapeutilist potentsiaali vastuneeruhaigused, siirdasime NPC-sarnaseltneeru-progenitorid, mis on genereeritud hiPSC-dest meie diferentseerimismeetodiga ägeda subkapslisseneerukahjustus(AKI) isheemiast/reperfusioonikahjustusest indutseeritud hiiremudelid, leides, et siirdamine pärsib oluliselt ine (Cre) peremeeshiirtel [33] (joonis 5a). Veelgi enam, ravi leevendas oluliselt AKI põhjustatud histoloogilisi kahjustusi, nagu torukujuline nekroos (joonis 5b). Nimelt hoiti oluliselt ära ka interstitsiaalne fibroos, mis peegeldab kroonilise haiguse progresseerumist. Siirdatud eellased parandasid AKI-d ilma peremeesorganismi integreerimataneerudkudedes, mis näitab, et hiPSC-st saadud renotroofsete faktorite parakriinne toimeneeru-eellased on terapeutilise kasu peamine põhjus. Nende tegurite väljaselgitamine aitaks kaasa rakuteraapia ja uudsete AKI-vastaste ravimite väljatöötamisele [33, 34].
Imberti jt. teatasid ka hiPSC-st tuletatud rakuteraapia terapeutilistest eelistestneeru-eellased tsisplatiini poolt indutseeritud AKI hiiremudelite vastu [35]. Nad süstisid hiPSC-st tuletatud NPC-laadsetneeru-eellased genereeriti nende protokolliga sabaveeni kaudu AKI hiiremudelitesse. See siirdamisteraapia parandas oluliselt ka AKI-d, mida tõendavad vähenenud BUN tasemed ja histoloogilised leiud. Kuigi diferentseerimisprotokollid genereeridaneeru-progenitorid ja AKI hiiremudelid olid erinevad, näitasid need kaks aruannet esimest korda rakuteraapia potentsiaalset terapeutilist kasu, kasutades hiPSC-st pärinevaid neeru eellasrakke.neeruhaigused.
Järeldus ja tulevikuperspektiiv Olulised edusammud embrüonaalsete rakkude loomiselneerudeellased janeerudhPSC-dest on tehtud kudesid. Enne kliinilist kasutamist tuleb siiski ületada tõkkeid. Seoses rekonstrueerimiseganeerud, põlvkond suuremneerudkuded janeeru-vaagna- ja kusejuhalaadseid struktuure, millesse kogunevad kogumiskanalid, pole saavutatud. Lisaks integreerimine hiPSC-st tuletatudneerudsuurte laevade jaoks. Rakuteraapia, kasutades hiPSC-dneeru-eellasrakke tuleks uurida ka kroonilise neeruhaiguse mudelitega. Lõpuks on mõne jaoks välja töötatud hiPSC-põhised mudelidneeruhaigusedsealhulgas ADPKD ja kandidaatravimiühendite tuvastamineneeruhaigusedon oodata.
Joonis 4 EPO-d tootvate rakkude diferentseerimine ja rakuteraapia nende vastuneeru-aneemia. a HiPSC-st pärinevate EPO-d tootvate rakkude (hiPSC-EPO rakud) immunovärvimine EPO (roheline) ja AFP (punane) jaoks. b EPO mRNA ekspressiooni (vasakul) ja valgu sekretsiooni (paremal) analüüsid hiPSC-EPO rakkude poolt, mida kultiveeriti madalates (1 protsenti) ja normaalsetes hapnikutingimustes (21 protsenti). EPO mRNA ekspressiooni ja valgu sekretsiooni analüüsiti vastavalt qRT-PCR ja ELISA abil. c PHD inhibiitorite mõju EPO mRNA ekspressioonile (vasakul) ja valgu sekretsioonile (paremal) HepG2 rakkudes ja hiPSC-EPO rakkudes. d Rekombinantse inimese EPO (rhEPO; ülemine) ja hiPSC-EPO valgu (alumine) poolt indutseeritud purske moodustava erütroidi (BFU-E) tüüpilised kujutised klonogeensetes vereloome eellasanalüüsides, kasutades metüültselluloosil põhinevat pooltahke söödet. e Hematokriti väärtusi hinnati kuni 28 nädalat pärast hiPSC-EPO rakkude siirdamist adeniini indutseeritud rakkudesse.neeru-aneemia immuunpuudulikkusega hiired (NOD. CB17-Prkdcscid/J hiired). Hall varjutatud ala näitab normaalseid hematokriti vahemikke. Skaalavardad, 40 μm (a) ja 200 μm (d). Kohandatud Hitomi et al. [32]
Tänuavaldused Autor soovib tänada kõiki Kyoto ülikooli CiRA liikmeid, eriti dr Peter Karagiannist käsikirja kriitilise lugemise ja parandamise eest ning pr Misaki Ochiudat illustratsioonide joonistamise eest ning vabandab autorite ees, kelle uurimustele ei saanud tsiteerida. ruumipiirangud. Autori uurimistööd toetab Jaapani Meditsiiniuuringute ja Arendusagentuur (AMED) oma uurimistoetuse kaudu "iPS-i rakuuuringute, tehnoloogiaarenduse ja raskete haiguste uurimise kiirendusprogramm, mis kasutab haigusspetsiifilisi iPS-rakke, teadusuuringuid". Regeneratiivse meditsiini realiseerimise keskuste võrgustik".
Eetiliste standardite järgimine
Huvide konfliktKO on iPS Portal, Inc. teadusliku nõuandekogu asutaja ja palgata liige ning RegeNephro Co., Ltd. asutaja ja peateaduslik nõustaja.Inim- ja loomaõigusedKõik katsed iPSC-dega kiideti heaks institutsionaalsete eetikakomiteede poolt ning need viidi läbi vastavalt institutsioonide juhistele ja Helsingi deklaratsioonile. Kõik loomkatsed kiitsid heaks institutsionaalsed loomkatsete komiteed ja need viidi läbi vastavalt institutsionaalsetele juhistele.Teadlik nõustumineTeadlik nõusolek saadi kõigilt isikutelt, kelle iPSC-sid uuringutes kasutati.
Avatud juurdepääsSee artikkel on litsentsitud Creative Commons Attribution 4 alusel.{1}} Rahvusvaheline litsents, mis lubab kasutamist, jagamist, kohandamist, levitamist ja reprodutseerimist mis tahes andmekandjal või vormingus, tingimusel et annate asjakohase tunnustuse originaalautori(te)le. ja allikas, lisage link Creative Commonsi litsentsile ja märkige, kas muudatusi on tehtud. Selles artiklis olevad pildid või muu kolmanda osapoole materjal sisaldub artikli Creative Commonsi litsentsis, kui materjali krediidilimiidil ei ole märgitud teisiti. Kui materjal ei sisaldu artikli Creative Commonsi litsentsis ja teie kavandatud kasutamine ei ole seadusega lubatud või ületab lubatud kasutust, peate hankima loa otse autoriõiguse omanikult. Selle litsentsi koopia vaatamiseks.
