Kasalliklarni modellashtirish

iPSC texnologiyasi kasallik fenotipini taqlid qilish uchun sog'lom donorlarning hiPSC'larida kasallik qo'zg'atuvchi genlarni tahrirlash orqali bemorning somatik hujayralaridan yoki zararlangan hujayra turlariga ajratilgan kasallikka xos hiPSC'larni in vitro kasallik modellarini yaratishga imkon berdi (1a-rasm). Freedman va boshqalarning oldingi ishi. Buyrakning polikistik kasalligi (ADPKD) tufayli kelib chiqqan otosomal dominant PKD1 gen mutatsiyalaridan hiPSC hosil bo'ldi va hiPSClar va ularning differentsiatsiyalangan hujayralari polikistin 2 ning pastga regulyatsiyasini namoyon etishini aniqladi, bu esa polikistin 1ni kodlovchi PKD1 geni polikistin 2 ifodasini tartibga solishning yangi mexanizmini tushuntiradi. Bizning guruhimiz ADPKD bilan og'rigan bemorlardan, shu jumladan kombinatsiyalangan intrakranial anevrizmalari bo'lgan bemorlardan hiPSC'larni o'stirdi va hujayra ichidagi kaltsiy bilan ishlov berish va hujayradan tashqari matritsa bilan bog'liq genlarning ekspressiyasi, ADPKD va sichqoncha modelidagi qon tomir hujayralari bilan mos ravishda, hiPSC'lardan farqlangan qon tomir hujayralarida o'zgarganligini tasdiqladi. ADPKD bilan og'rigan bemorlarning buyrak kist hujayralari.

1-rasm: Kasalliklarga xos hiPSClar yordamida ADPKDni modellashtirish. a: ADPKD uchun kasalliklarni modellashtirish tadqiqotini ko'rsatadigan sxema. Kasallikka xos hiPSClar ADPKD bemorlarining somatik hujayralarini qayta dasturlash yoki sog'lom donorlardan olingan hiPSClarda PKD1/2 genini tahrirlash orqali olinadi. Kasallik modellari patologik tahlil va dori-darmonlarni aniqlash uchun ADPKDga xos hiPSC larni buyrak to'qimalariga ajratish yo'li bilan yaratiladi.

HiPSC dan buyrak birligiga o'xshash organlarni yaratishdagi so'nggi yutuqlar buyrak nefropatiyasi, konjenital nefrotik sindrom va autosomal retsessiv polikistik buyrak kasalligi (ARPKD) kabi buyrak kasalliklarini modellashtirish imkonini berdi. Buyrak birligiga o'xshash organlardan foydalangan holda ADPKD buyrak kistalarining modellari gen tomonidan tahrirlangan sof aka-uka pkd1 / 2 mutant hESC'lardan yaratilgan. Biroq, ADPKD bemor tomonidan olingan yoki gen tomonidan tahrirlangan heterozigotli pkd1 mutant hiPSC'lardan foydalanganda, bu modellar ADPKDda kuzatilgan buyrak kistasi fenotipini umumlashtirmadi. Bundan farqli o'laroq, biz yaqinda buyrak kistalarini ko'paytirish uchun forskolin bilan davolash orqali ADPKD bemor tomonidan olingan va gen tahrirlangan heterozigot va sof pkd1 mutant hiPSC'lardan buyrak birligiga o'xshash organlarni yaratdik. Shunisi e'tiborga loyiqki, biz barcha uchta hiPSC turi buyrak kistalarini hosil qilishi mumkinligini tasdiqladik (1b-d-rasm). Bu buyrak kistalari ADPKDda kist shakllanishini inhibe qilish uchun ma'lum bo'lgan ba'zi dorilarga javob berdi, masalan, sutemizuvchilarning rapamisin maqsadi (mTOR), bu modellar buyrak kistasi shakllanishining oldini olish uchun dori birikmalarini tekshirish uchun ishlatilishi mumkinligini ko'rsatadi (1e-rasm). Biz hozirda kist modelini o'zgartirish orqali ADPKDda terapevtik dori-darmonlarni aniqlash uchun yuqori samarali kimyoviy skrining tizimini ishlab chiqmoqdamiz.

1-rasm:b: 7 kunlik forskolin bilan davolashdan so'ng, yovvoyi tipdagi va gen tahrirlangan PKD1-mutant hiPSCdan olingan buyrak organoidlarining yorqin maydon tasvirlari. c: (b) da buyrak organoidlarining kist joylari miqdorini aniqlash. Ma'lumotlar har birida to'rtta takroriy bo'lgan uchta mustaqil eksperimentdan olingan o'rtacha ± SE sifatida ifodalanadi. **s<0.005 and ***p<0.001 by one-way ANOVA and Bonferroni'smethod. d: Representative bright-field images of the normal subject- and ADPKD patient-derived kidney organoids after 7 days of forskolin treatment. e: Representative bright-field images of patient-derived kidney organoids after 7 days of treatment with CFTR inhibitor 172 (100 μM) or everolimus (10 μM) in the presence of forskolin. Scale bars, 300 μm in (b), (d, right), and (e) and 500 μm in (d, left). Adapted from Shimizu et al.

Olish uchun shu yerni bosingCistanche ning buyraklarga ta'sirivaCistanche ekstrakti nima

Buyrak kasalliklarining asoratlarini bartaraf etish

Surunkali buyrak kasalligi (CKD) bilan bog'liq bo'lgan asosiy asoratlarga buyrakning gematopoetik gormoni eritropoetin (EPO) ning etarli darajada ishlab chiqarilmasligi natijasida kelib chiqqan buyrak anemiyasi kiradi. Renal anemiya insonning rekombinant EPO preparatlarini vaqti-vaqti bilan qo'llash orqali muvaffaqiyatli davolangan bo'lsa-da, qo'shimcha fiziologik terapiya zarur. EPO embrion yoki kattalardagi og'ir kamqonlik davrida jigarda ham ishlab chiqarilishini hisobga olib, biz hiPSCs (hiPSC-EPO hujayralari) dan EPO hujayralarini muvaffaqiyatli ishlab chiqarish uchun avval xabar qilingan jigar differentsiatsiyasi protokolini o'zgartirdik. Ushbu hiPSC-EPO hujayralari gipoksik stimulyatsiyaga javoban EPO ishlab chiqarishni ko'taradi, xuddi in vivo hamkasblariga o'xshaydi. Odamning gematopoetik progenitor hujayralaridan foydalangan holda koloniya shakllanishi tahlillariga asoslanib, madaniyat supernatantlari tarkibidagi EPO oqsillari qizil naslga differentsiatsiyani rag'batlantiruvchi ta'sir ko'rsatdi. Bundan tashqari, bu hiPSC-EPO xujayralari adenin bilan induktsiya qilingan sichqoncha modelida transplantatsiya qilinganidan keyin 7 oy davomida buyrak anemiyasini yaxshiladi. Shunday qilib, hiPSC-EPO hujayralari yangi dori-darmonlarni kashf qilish va buyrak anemiyasini davolash uchun uyali terapiyani ishlab chiqish uchun ishlatilishi mumkin.

standartlashtirilgan Cistanche

Hujayra terapiyasi

Hujayra terapiyasi uchun hiPSC-dan olingan embrion buyrak progenitor hujayralaridan foydalanish o'rganildi. Buyrak kasalliklari uchun ularning terapevtik potentsialini o'rganish uchun biz hiPSC'lardan hosil bo'lgan NPC o'xshash buyrak progenitor hujayralarini differentsiatsiya usulimizdan foydalangan holda ishemiya / reperfuzion shikastlanish natijasida kelib chiqqan o'tkir buyrak shikastlanishi (AKI) sichqoncha modelining subkapsulasiga ko'chirib o'tkazdik va transplantatsiya sezilarli darajada bostirilganligini aniqladik. xost sichqonlarida qon karbamid azot (BUN) va sarum kreatinin (Cre) ning ko'tarilishi. Bundan tashqari, davolash naychali nekroz kabi AKI sabab bo'lgan gistologik zararni sezilarli darajada yaxshiladi. Shunisi e'tiborga loyiqki, surunkali kasallikning rivojlanishini aks ettiruvchi interstitsial fibroz ham sezilarli darajada oldini oldi. Transplantatsiya qilingan progenitor hujayralar AKI ni asosiy buyrak to'qimalariga integratsiya qilmasdan yaxshiladi, bu esa terapevtik foyda uchun hiPSC-dan olingan buyrak progenitor hujayralari tomonidan chiqariladigan buyrak trofik omillarining parakrin ta'sirini ko'rsatadi. Ushbu omillarni aniqlash anti-AKI hujayrali terapiya va yangi dori vositalarini ishlab chiqishga yordam beradi.

Imberti va boshqalar. Shuningdek, sisplatin tomonidan qo'zg'atilgan AKI ning sichqoncha modelini davolash uchun hiPSC-dan olingan buyrak progenitor hujayralaridan foydalanishning terapevtik foydasi haqida xabar berdi. Ular quyruq venasi orqali AKI sichqonchasi modeliga hiPSC-dan olingan NPC-ga o'xshash buyrak progenitori hujayralarini AOK qildilar. Ushbu transplantatsiya davolash, shuningdek, BUN darajasining pasayishi va gistologik topilmalar bilan isbotlanganidek, AKIni sezilarli darajada yaxshilagan.

Buyrak progenitor hujayralarini yaratish uchun differentsiatsiya protokoli AKI sichqonchasi modelidan farq qilsa-da, bu ikki hisobot buyrak kasalliklarini davolash uchun hiPSC-dan olingan buyrak progenitor hujayralaridan foydalanishning potentsial terapevtik foydasini birinchi marta ko'rsatadi.

O'simlik tsistanche

Xulosa va kelajak istiqbollari

HPSC dan embrion buyrak progenitori hujayralari va buyrak to'qimalarini yaratishda sezilarli yutuqlarga erishildi. Biroq, klinik qo'llashdan oldin hali ham ba'zi to'siqlar mavjud. Buyrak rekonstruktsiyasiga kelsak, kattaroq buyrak to'qimalari va tos suyagi va siydik yo'liga o'xshash tuzilmalarning paydo bo'lishiga erishilmagan, ularda yig'uvchi kanallar yig'iladi. Bundan tashqari, hiPSC dan olingan buyrak tuzilmalarini katta qon tomirlari bilan birlashtirish talab etiladi. HiPSC-dan olingan buyrak progenitor hujayralari yordamida hujayra terapiyasi ham CKD modelida tekshirilishi kerak. Nihoyat, hiPSC asosidagi modellar bir qator buyrak kasalliklari, shu jumladan ADPKD uchun ishlab chiqilgan va buyrak kasalliklariga qarshi dori-nomzod birikmalarini aniqlashi kutilmoqda.

Cistanche tubulosa ekstrakti

ADABIYOTLAR

1. Freedman BS, Lam AQ, Sundsbak JL, Iatrino R, Su X, Koon SJ, Wu M, Daheron L, Harris PC, Chjou J, Bonventre QK. PKD1 mutatsiyalari bo'lgan polikistik buyrak kasalligi bo'lgan bemorlarning induktsiyalangan pluripotent ildiz hujayralarida siliyer polikistin-2ning kamayishi. J Am Soc Nephrol. 2013;24(10):1571–86.

2. Ameku T, Taura D, Sone M, Numata T, Nakamura M, Shiota F, Toyoda T, Matsui S, Araoka T, Yasuno T, Mae SI, Kobayashi H, 584 Klinik va Eksperimental Nefrologiya (2021) 25:574- 584 1 3 Kondo N, Kitaoka F, Amano N, Arai S, Ichisaka T, Matsuura N, Inoue S, Yamamoto T, Takaxashi K, Asaka I, Yamada Y, Ubara Y, Muso E, Fukatsu A, Vatanabe A, Sato Y, Nakahata T, Mori Y, Koizumi A, Nakao K, Yamanaka S, Osafune K. MMP1 ni iPSC modellari yordamida ADPKDda intrakranial anevrizmalar uchun yangi xavf omili sifatida aniqlash. Sci Rep. 2015;6:30013.

3. Forbes TA, Howden SE, Lawlor K, Phipson B, Maksimovich J, Hale L, Wilson S, Quinlan C, Ho G, Holman K, Bennetts B, Crawford J, Trnka P, Oshlack A, Patel C, Mallett A, Simons C, Little MH. Bemor-iPSC-dan olingan buyrak organoidlari siliopatik buyrak fenotipining funktsional tekshiruvini ko'rsatadi va asosiy patogenetik mexanizmlarni ochib beradi. Men J Xum Genet. 2018;102(5):816– 31.

4. Tanigava S, Islom M, Sharmin S, Naganuma H, Yoshimura Y, Haque F, Era T, Nakazato H, Nakanishi K, Sakuma T, Yamamoto T, Kurihara H, Taguchi A, Nishinakamura R. Nefrotik kasallikdan olingan organoidlar iPSCs buyrak podotsitlarida buzilgan NEFRIN lokalizatsiyasini va diafragmaning yoriqlarini aniqlaydi. Ildiz hujayra hisobotlari. 2018;11(3):727–40.

5. Past JH, Li P, Chew EGY, Zhou B, Suzuki K, Chjan T, Lian MM, Liu M, Aizawa E, Rodriguez Esteban C, Yong KSM, Chen Q, Campistol JM, Fang M, Khor CC, Foo JN , Izpisua Belmonte JC, Xia Y. Naqshli nefron segmentlari va de novo tomir tarmog'i bilan inson PSC-dan olingan buyrak organoidlarini yaratish. Hujayra Ildiz Hujayrasi. 2019;25(3):373–879.

6. Czerniecki SM, Cruz NM, Harder JL, Menon R, Annis J, Otto EA, Gulieva RE, Islas LV, Kim YK, Tran LM, Martins TJ, Pippin JW, Fu H, Kretzler M, Shankland SJ, Himmelfarb J, Moon RT, Paragas N, Freedman BS. Yuqori o'tkazuvchanlik skriningi buyrak organoidlarini inson pluripotent ildiz hujayralaridan farqlashni kuchaytiradi va avtomatlashtirilgan ko'p o'lchovli fenotiplash imkonini beradi. Hujayra Ildiz Hujayrasi. 2018;22(6):929–40.

7. Shimizu T, Mae SI, Araoka T, Okita K, Hotta A, Yamagata K, Osafune K. Kasalliklarga xos inson iPSC'laridan olingan buyrak organoidlaridan foydalangan holda yangi ADPKD modeli. Biochem Biophys Res Commun. 2020;12:34–43.

8. Hitomi H, Kasahara T, Katagiri N, Xoshina A, Mae SI, Kotaka M, Toyohara T, Rahman A, Nakano D, Niva A, Saito MK, Nakahata T, Nishiyama A, Osafune K. Inson pluripotent ildiz hujayralaridan olingan. eritropoetin ishlab chiqaruvchi hujayralar sichqonlarda buyrak anemiyasini yaxshilaydi. Sci Transl Med. 2017;9(409):eaaj2300.

9. Toyohara T, Mae SI, Sueta SI, Inoue T, Yamagishi Y, Kawamoto T, Kasahara T, Xoshina A, Toyoda T, Tanaka X, Araoka T, SatoOtsubo A, Takaxashi K, Sato Y, Yamaji N, Ogava S, Yamanaka S, Osafune K. Inson tomonidan qo'zg'atilgan pluripotent ildiz hujayralaridan olingan buyrak progenitatorlaridan foydalangan holda hujayra terapiyasi sichqonlarda o'tkir buyrak shikastlanishini yaxshilaydi. Ildiz hujayralari Transl Med. 2015;4(9):980–92.

10. Xoshina A, Kawamoto T, Sueta SI, Mae SI, Araoka T, Tanaka H, ​​Sato Y, Yamagishi Y, Osafune K. Hujayra sirt belgilaridan foydalangan holda inson iPSC-dan olingan buyrak progenitatorlarini boyitish uchun yangi usulni ishlab chiqish. Sci Rep. 2018;8(1):6375.

11. Imberti B, Tomasoni S, Ciampi O, Pezzotta A, Derosas M, Xinaris C, Rizzo P, Papadimou E, Novelli R, Benigni A, Remuzzi G, Morigi M. Renal progenitors inson iPSCs dan olingan engraft va tiklash funktsiyasi o'tkir buyrak shikastlanishining sichqoncha modeli. Sci Rep. 2015;5:8826.