IPSC technologija pagrįsta regeneracinė medicina inkstų ligoms gydyti
Feb 23, 2022
AbstraktusSu keliais gydomaisiais gydymo būdaisinkstų ligos, vis didesnis dėmesys skiriamas regeneracinei medicinai kaip naujai gydymo galimybei. Naujausia pažangainkstasPažymėtina regeneracija naudojant žmogaus sukeltas pluripotentines kamienines ląsteles (hiPSC). Remiantis žiniomis apieinkstasvystymasis, nukreiptas hiPSC diferencijavimas į du embrionusinkstasbuvo sukurti pirmuonys, nefrono progenitorinės ląstelės (NPC) ir šlapimtakio pumpurai (UB), leidžiantys generuoti nefroną ir surinkti organoidus. Be to, žmogausinkstasaudiniai gali būti generuojami iš šių hiPSC gautų pirmtakų, kuriuose iš NPC gauti glomerulai irinkstųvamzdeliai ir iš UB gauti surinkimo kanalai yra tarpusavyje sujungti. Sukeltasinkstasaudiniai dar labiau kraujagysles persodinami į imunodeficitas peles. Be to,inkstasrekonstrukcija, skirta naudoti transplantacijai, buvo įrodyta, kad ląstelių terapija naudojant hiPSC gautus NPC pagerina ūminįinkstų pažeidimas(AKI) pelėms. Ligos modeliavimo ir vaistų atradimo tyrimai, naudojant specifines ligai būdingus hiPSC, taip pat buvo aktyviai atliekami sunkiais atvejais.inkstassutrikimai, tokie kaip autosominė dominuojanti policistinėinkstų liga(ADPKD). Bandant pašalinti komplikacijas, susijusias suinkstų ligos, buvo sėkmingai sukurtos iš hiPSC gautos eritropoetiną (EPO) gaminančios ląstelės, siekiant atrasti vaistus ir sukurti ląstelių terapijąinkstųanemija. Šioje apžvalgoje apibendrinama dabartinė vystymosi biologijos būklė ir ateities perspektyvosinkstasir iPSC technologija pagrįsta regeneracinė medicinainkstų ligos.
Raktiniai žodžiai:iPSC; Inkstų regeneracija; Nefrono progenitorinė ląstelė; Ureterinis pumpuras; Ląstelių terapija; Ligos modeliavimas, Inkstai, Inkstai.
Įvadas Inkstų ligossukelia milžiniškas medicinines problemas ir ekonominę naštą visame pasaulyje, tačiau yra nedaug gydomųjų gydymo būdų, išskyrusinkstųtransplantacija, kurią apsunkina didelis donoro organų trūkumas [1]. Vienas iš sprendimų yra sukurti regeneracinės medicinos strategiją, naudojant žmogaus pluripotentines kamienines ląsteles (hPSC), tokias kaip embrioninės kamieninės ląstelės (hESC) ir indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės (hiPSC) [2]. Dėl jų potencialo be galo daugintis ir diferencijuotis į bet kokio tipo ląsteles organizme, įskaitantinkstųtikimasi, kad hPSC bus regeneracinės medicinos ląstelių šaltinis, pvzinkstasrekonstrukcija ir ląstelių terapija. Be to, ligai būdingi hPSC, turintys genetinį polinkį sukelti specifinę ligą, gali būti naudojami kuriant patologinės analizės ir vaistų atradimo modelius, kuriuose pažeistų ląstelių tipai, atskirti nuo hPSC, atkuria ligos fenotipus in vitro [2]. Šiame straipsnyje apibendrinu naujausius pasiekimusinkstasregeneracijos tyrimai, pagrįsti vystymosi biologija ir aprašyti ateities regeneracinės medicinos bei ligų modeliavimo perspektyvasinkstų ligos.
Inkstų vystytojait Inkstasyra kilęs iš ankstyvojo embriono gemalo sluoksnio – tarpinės mezodermos (IM) [3] (1a pav.). Stuburiniams gyvūnams IM iš eilės sukelia trisinkstai,pronefrosas, mezonefrasas ir metanefrosas (1b pav.). Mesonephros yra suaugęs žmogusinkstasžuvų ir varliagyvių, o metanefrosas yra suaugęsinkstasroplių, paukščių ir žinduolių. Nors šie trysinkstusyra panašūs tuo, kad susideda iš nefronų, funkcinio vienetoinkstas, jų nefronų skaičius skiriasi. Suaugęs žinduolisinkstasmetanefrosas
1 pavinkstaslinijos ląstelės. ac Scheminiai brėžiniai, rodantys mezodermos specifikaciją (a), trijų formavimąsiinkstusb) ir metanefros vystymasis (c). IM: tarpinė mezoderma; MM: metanefrinis mezenchimas; UB: šlapimtakio pumpuras. d HiPSC gautų nefrono progenitorinių ląstelių (NPC) imuninis dažymas OSR1, SIX2 ir HOXD11. e Nefrono organoido, susidariusio iš hiPSC gautų NPC, imuninis dažymas po 10 dienų oro ir skysčio sąveikos kultūros. PODXL: Podocalyxin (podocitų žymeklis; baltas); Lt: Lotus tetragonolobus lektinas (proksimalinis kanalėlių žymeklis; raudonas); CDH1: CADHERIN 1 (distalinis kanalėlių žymeklis; žalias). f, g OSR1 (žalia) ir GATA3 (raudona; f) priekinių IM ląstelių imuninis dažymas ir E-CADHERIN (žalia), GATA3 (raudona) ir branduolių (mėlyna; g) nefrono latakų ląstelių agregatas. h Morfologinis pokytis atstatant išsišakojusius iUB organoidus 7 dienas. i IUB organoido imuninis dažymas RET (žalia), CK8 (raudona) ir PAX2 (mėlyna). j Toluidino mėlynas iUB organoido dažymas, kuriame matyti vamzdiniai liumenai. k Šviesaus lauko (kairėje) ir imuninės spalvos atvaizdai (viduryje ir dešinėje), renkantys į kanalus panašias vamzdines struktūras, gautas iš iUB organoido, skirto FOXA1 (balta), AQP2 (raudona) ir GATA3 (žalia). Mastelio strypai, 100 μm. (d) ir (e) yra pritaikyti iš Tsujimoto ir kt. [12], (f) ir (g)–(k) yra pritaikyti iš Mae ir kt. [14, 15], atitinkamai susidaro dėl abipusės sąveikos tarp dviejų IM gautų embriono audinių – metanefrinio mezenchimo (MM) ir šlapimtakio pumpuro (UB; 1c pav.). MM sukelia suaugusiųjų nefronus ir intersticumąinkstus, o UB diferencijuoja, kad išplėtotų apatinius šlapimo takus nuo surinkimo latakų iki šlapimo pūslės dalies [3]. Sukūrę naują klonogeninį tyrimą, pirmą kartą parodėme, kad MM yra daugiapotencinių progenitorinių ląstelių, kurios gali diferencijuotis į daugybę epitelio ląstelių tipų, sudarančių nefronus, tokius kaip glomeruliniai podocitai irinkstųkanalėlių epitelis [4]. Vėliau linijos sekimo eksperimentai atskleidė, kad šie pirmtakai pažymėti transkripcijos faktoriumi Six2 [5]. Šie progenitoriai dabar vadinami nefrono progenitorinėmis ląstelėmis (NPC). Taguchi ir kt. parodė, kad IM yra padalintas į priekinę ir užpakalinę sritis, kurios atitinkamai sukelia UB ir MM [6]. Remiantis šiais radiniaisinkstasplėtra, buvo dedamos didelės pastangos atsinaujintiinkstaslinijos ląstelės iš hPSC.
Nukreiptas hPSC diferencijavimas į inkstų linijas Tai pirmasis žingsnis norint tiesiogiai atskirti hiPSCinkstasgiminės mėgdžiodamiinkstaskūrimą, mūsų grupė sutelkė dėmesį į IM ląstelių generavimą ir generavo reporterių hiPSC linijas OSR1 genui, specifiniam IM žymekliui [7], redaguojant genus [8]. Naudodami kiekybinio vertinimo sistemą ir reporterines hiPSC linijas sukūrėme labai veiksmingą diferenciacijos protokolą, kuris indukuoja hiPSC į OSR1-išreiškiančias IM ląsteles. Šios sukeltos IM ląstelės parodė vystymosi potencialą toliau diferencijuotis į suaugusiųjų inkstų ląstelių tipus, tokius kaip glomeruliniai podocitai irinkstųkanalėlių ląsteles, in vitro ir formuoti trimačius (3D) kanalėlių struktūras, auginant kartu su pelių metanefrinėmis ląstelėmis [8, 9].
Taguchi ir kt. pirmą kartą sukūrė selektyvius diferenciacijos metodus, skirtus sukelti NPC per užpakalinį IM iš pelių ESC (mESC) ir hiPSC, taip pat sukūrė nefrono organoidus, kuriuose yra glomerulų irinkstųkanalėlių in vitro iš indukuotų NPC [6]. Takasato ir kt. pranešė kartainkstasorganoidų, kuriuose buvo dauginkstųląstelių tipai, tokie kaip glomerulai,inkstųkanalėlių, surinkimo kanalų, stromos ląstelių ir kraujagyslių ląstelių [10]. Kurdami 2D kultūros sistemą, Morizane ir kt. efektyviai sugeneruoti NPC iš hiPSC, o vėliau nefrono organoidus iš NPC [11]. Visai neseniai mūsų grupė sukūrė laipsnišką diferenciacijos metodą, skirtą efektyviai indukuoti hiPSC į NPC, turinčius diferenciacijos potencialą, kad susidarytų nefrono organoidai [12] (1d, e pav.). Mūsų diferenciacijos metodas, kurį sudaro 6 žingsniai, tiksliau apibendrina natūralų NPC vystymosi procesą, nei aprašyti Takasato ir kt. ir Morizane ir kt. [10, 11] ir efektyviau generuoja NPC 2D diferenciacijos formatu nei Taguchi ir kt. metodas. kurioje naudojama 3D kultūra [6].
Kalbant apie kryptingą UB linijų diferencijavimą, Taguchi ir Nishinakamura diferencijavo mESC ir hiPSC per priekinį IM ir nefrotinį lataką (ND) į UB panašias struktūras [13]. Tačiau ND epitelio indukcijos efektyvumas buvo mažas, o ND ląsteles reikia išvalyti naudojant putų citometriją, kad būtų galima atlikti tolesnę analizę. Sukūrėme efektyvesnį 2D diferenciacijos metodą, kuris gamina ND epitelį iš hiPSC per priekinį IM ir apima tolesnius diferenciacijos etapus be valymo [14] (1f pav., g). Sukeltos ND ląstelės suformavo į UB panašias struktūras su RET (plius) antgaliu ir CK8 (plius) kamieno domenais 3D kultūroje. Tačiau abiejų grupių sukurtos UB panašios struktūros parodė ribotą šakojimosi potencialą. Visai neseniai, modifikuodami UB diferenciacijos metodą, sėkmingai sukūrėme indukuotus UB (iUB) organoidus, turinčius epitelio poliškumą, vamzdinius liumenis ir pasikartojančią šakojimosi morfogenezę [15] (1h–j pav.). Be to, mums pavyko paskatinti šiuos iUB organoidus diferencijuotis į surinkimo kanalo organoidus, atitinkančius jų in vivo atitikmenis 7 nėštumo savaitės žmogaus embrionuose (1k pav.).
Inkstų pirmtakų išsiplėtimasNorint tiekti didžiulį kiekįinkstųląstelės baziniams ir klinikiniams tyrimams, auginimo in vitro metodai embrionamsinkstasbuvo ištirti pirmuonys. Brownas ir kt. ir Tanigawa ir kt. pranešė apie iš pelių embrionų pašalintų NPC padidėjimą in vitro [16, 17]. Li ir kt. išplėsti ir išlaikyti NPC, gauti tiek iš pelių, tiek iš žmogaus embrionų in vitro, naudojant 3D ląstelių agregacijos kultūrą, atitinkamai 17 ir 7 mėnesius [18]. Grupė taip pat išplėtė NPC, atskirtus nuo hiPSC in vitro 2 mėnesius, naudodama tuos pačius metodus. Nors visi šie trys metodai naudoja kaulų morfogenetinį baltymą (BMP) 7, BMP7 vaidmuo plečiant NPC lieka nežinomas. Tikrindami cheminius junginius, mes nustatėme JAK3 inhibitorių TCS21311 kaip BMP7 pakaitalą plėtimosi kultūroje, kurią sukūrė Li ir kt. [18] ir atskleidė naują slopinamąjį BMP7 vaidmenį JAK{14}}STAT3 signalizacijoje NPC plėtrai [19]. Be to, TCS21311 pridėjimas į plėtimosi kultūrą pagerino tiek pelių embrionų, tiek iš hiPSC gautų NPC proliferacijos greitį. Visai neseniai sukūrėme hiPSC gautų UB ląstelių išplėtimo kultūrą, kurioje atskirtos atskiros ląstelės iš iUB organoidų dauginasi, sudarydamos kolonijas, ekspresuojančias UB galiukų žymenis [15]. Šios antgalių kolonijos gali atkurti iUB organoidus, turinčius pasikartojančio šakojimosi potencialą, ir šis atkūrimo procesas gali būti kartojamas mažiausiai tris kartus.
2 pav. Rekonstrukcijainkstasstruktūros. a Schema, rodanti pronefros struktūrų susidarymą iš Xenopus embrionų gyvūnų kepurėlių. b–d 42 stadijos ekvivalentinio Xenopus eksplanto (b, c) ir 40 stadijos lervų (d), naudojant pronefriniams kanalėliams specifinį antikūną (3G8, raudonas), viso kalno (b) ir sekcijos dvigubo imuninio dažymo vaizdai (c, d) ir pronefrinio latako specifinis antikūnas (4A6, mėlynas). e Schema, rodanti in vitro rekonstrukcijąinkstasstruktūros iš hiPSC. f 20 dienos trigubas imuninis dažymasinkstasorganoidai, skirti podocitų žymenims (PODXL), proksimaliniams kanalėliams (LTL) ir distaliniams kanalėliams ir surinkimo kanalams (CDH1; kairėje), ir PODXL bei distalinių kanalėlių ir surinkimo kanalų (AVPR2) ir surinkimo kanalų (CALB1; dešinėje) žymenims . Atkreipkite dėmesį, kad silpni CDH1 signalai taip pat buvo rasti LTL ir proksimalinių kanalėlių dalyse kairiajame skydelyje. g Schema, rodanti in vivo rekonstrukcijąinkstasstruktūros iš hiPSC. h Mažesnio padidinimo vaizdas, rodantis visą pagrindinį kompiuterįinkstasir hiPSCinkstastransplantatas (žalias) po rodamino B konjuguoto dekstrano vartojimo per pelės šeimininkės uodegos veną. i Intravitalinis daugiafotoninis mikroskopinis vaizdas po rodamino B konjuguoto dekstrano injekcijos į uodegos veną, rodantis, kad pelių šeimininkų kraujagyslių spindžiai prasiskverbia į hiPSC gautą į glomerulą panašią struktūrą (žalia). Mastelio juostos, 100 μm (b)–(d) ir (f), 500 μm (h) ir 40 μm (i). (b)–(d) ir (e)–(i) yra pritaikyti iš Osafune ir kt. [22] ir Tsujimoto ir kt. [12], atitinkamai [22]
Inkstų rekonstrukcija Ankstesni rekonstrukcijos darbaiinkstasstruktūros naudojo numanomą varliagyvių apvaisintų kiaušinėlių ektodermos sritį, vadinamą gyvūnų gaubteliu, kuri yra daugiapotentinė ląstelių masė (2a pav.). Moriya ir kt. pranešė, kad kombinatorinis gydymas aktyvinu A ir retinoine rūgštimi (RA) paskatino gyvūnų kepurę diferencijuoti į pronefrinius kanalėlius in vitro [20]. Brennan ir kt. parodė, kad pronefrinis glomusas taip pat buvo sukeltas eksplantuose [21]. Įrodėme, kad indukuotuose eksplantuose yra pronefrinių latakų ir kad pronefriniai audiniai gali būti regeneruojami iš daugiapotentinių varliagyvių ląstelių in vitro [22] (2b–d pav.). Nors in vitro regeneracijos sistema, skirta pronefrikuiinkstusnegali būti tiesiogiai išverstas į klinikinius tyrimus, tai gali būti paprasta ir naudinga studijų sistemainkstasplėtra.Be nefrono organoidų generavimo iš mESC ir hPSC gautų NPC ir kanalų organoidų surinkimo iš hPSC gautų UB ląstelių, kaip aprašyta aukščiau, Taguchi ir kt. sugeneruota pelėinkstasorganoidus, sujungiant iš mESC gautus NPC ir UB bei intersticinius pirmtakus, pašalintus iš pelių embrionų, kuriuose yra glomerulų,inkstųvamzdeliai ir surinkimo kanalai [13]. Mes sukūrėme žmogųinkstasorganoidus in vitro kartu kultivuojant NPC ir UB ląsteles, kurios buvo indukuotos atskirai nuo hiPSC ir kuriose iš NPC gauti glomerulai irinkstųvamzdeliai ir UB išvesti surinkimo kanalai yra tarpusavyje sujungti [12] (2e, f pav.). Persodinus įinkstųimunodeficito pelių subkapsulinė erdvė, šios hiPSC gautosinkstasorganoidų, integruotų į pelių šeimininkų kraujagysles (2g–i pav.).
Kalbant apie regeneracijąinkstasIštirti organai, turintys šlapimo takus, eksperimentinių gyvūnų kūną naudojantys metodai, tokie kaip tarprūšinė blastocistų komplementacija [23] ir organogeninės nišos metodas [24]. Goto ir kt. suleido laukinio tipo mESC į anefrinių Sall1 (-/-) žiurkių blastocistas ir pavyko interspecifiškai generuoti pelęinkstusžiurkėje šeimininkėje [23]. Fujimoto ir kt. sukūrė ląstelių transplantacijos metodą, per kurį hiPSC gauti NPC buvo persodinami įinkstasGimdoje esančių pelių embrionų vystymosi sritis (ty organogeninė niša), kurioje persodinti ir šeimininko NPC kartu prisidėjo prie chimerinio dangtelio mezenchimo, kuris buvo prijungtas prie pelės šeimininkės UB [24]. Tačiau nors iš MM gautų glomerulų irrenal kanalėliai buvo gauti iš sušvirkštų PSC arba NPC, o likę inkstų sudedamųjų dalių ląstelių tipai, tokie kaip UB gauti surinkimo kanalai ir apatinių šlapimo takų bei kraujagyslių ląstelės, buvo iš gyvūnų šeimininkų pagal šias dvi strategijas.
Ligos modeliavimasiPSC technologija leido sukurti in vitro ligų modelius, kuriuose ligai būdingi hiPSC, gauti iš paciento somatinių ląstelių arba redaguojant priežastinius genus hiPSC, gautuose iš sveikų donorų, yra diferencijuojami į pažeistų ląstelių tipus, kad imituotų ligos fenotipus [2 ] (3a pav.). Ankstesnis Freedman ir kt. darbas. sukūrė hiPSC iš pacientų, sergančių autosomine dominuojančia policistineinkstų liga(ADPKD), kurį sukelia PKD1 geno mutacijos, ir nustatė, kad hiPSC ir jų diferencijuotos ląstelės parodė policistino 2 reguliavimą, išaiškinant naują mechanizmą, kuriame PKD1 geno koduotas policistinas 1 reguliuoja policistino 2 ekspresiją [25]. Mūsų grupė sukūrė hiPSC iš ADPKD pacientų, įskaitant tuos, kurie komplikavosi su intrakranijinėmis aneurizmomis, ir patvirtino, kad kraujagyslių ląstelės, atskirtos nuo hiPSC, parodė pakitusį intracelulinį kalcio apdorojimą ir su ekstraląsteline matrica susijusių genų ekspresiją, atitinkančią ADPKD pelių modelių kraujagyslių ląsteles irinkstųcistos ląstelės, gautos iš ADPKD sergančių pacientų [26].
Naujausi nefrono organoidų generavimo iš hiPSC pasiekimai leido modeliuotiinkstassutrikimai, tokie kaip nefronoftizė [27], įgimtas nefrozinis sindromas [28] ir autosominė recesyvinė policistozėinkstų liga(ARPKD) [29].InkstųADPKD cistų modeliai, naudojant nefrono organoidus, buvo sukurti iš genų redaguotų homozigotinių PKD1 / 2- mutantinių hESC [30]. Tačiau šie modeliai neapibendrinoinkstųcistos fenotipai, pastebėti sergant ADPKD, kai naudojami ADPKD paciento kilmės arba genų modifikuoti heterozigotiniai PKD1-mutantiniai hiPSC. Priešingai, neseniai sukūrėme nefrono organoidus tiek iš ADPKD pacientų, tiek iš genų redaguotų heterozigotinių ir homozigotinių.
3 pav. ADPKD modeliavimas naudojant ligai būdingus hiPSC. a Schema, rodanti ADPKD ligų modeliavimo tyrimus. Ligai būdingi hiPSC yra gaunami perprogramuojant ADPKD pacientų somatines ląsteles arba redaguojant PKD1 / 2 geną hiPSC, gautuose iš sveikų donorų. Ligos modeliai generuojami diferencijuojant ADPKD specifinius hiPSC įinkstųaudiniai patologinei analizei ir vaistų atradimui. b Reprezentatyvūs laukinio tipo ir genais redaguoto PKD1-mutantinio hiPSC gauto šviesaus lauko vaizdaiinkstasorganoidai po 7 dienų gydymo forskolinu. c Cistinių sričių kiekybinis įvertinimasinkstasb punkte nurodyti organoidai. Duomenys pateikiami kaip vidurkis ± SE iš trijų nepriklausomų eksperimentų su keturiais pakartojimais kiekviename. **p<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="">inkstasorganoidai po 7 dienų gydymo forskolinu. e Reprezentatyvūs šviesaus lauko vaizdai, gauti iš pacientoinkstasorganoidų po 7 dienų gydymo CFTR inhibitoriumi 172 (100 μM) arba everolimuzu (10 μM), esant forskolinui. Mastelio juostos, 300 μm (b), (d, dešinėje) ir (e) ir 500 μm (d, kairėje). Adaptuota iš Shimizu ir kt. [31]
PKD{0}}mutantiniai hiPSC atgamintiinkstųcistos legionai, skirti gydyti skoliną [31]. Pažymėtina, kad mes tai patvirtinomeinkstųcistos gali susidaryti iš visų trijų hiPSC tipų (3b-d pav.). Šios inkstų cistos reagavo į kai kuriuos vaistus, kurie, kaip žinoma, slopina cistų susidarymą ADPKD, pvz., žinduolių rapamicino (mTOR) taikinį, o tai rodo, kad šie modeliai gali būti naudojami tiriant vaistų junginius, kurie užkerta kelią.inkstųcistos susidarymas [31] (3e pav.). Šiuo metu mes kuriame didelio našumo cheminės atrankos sistemas, modifikuodami cistų modelius, skirtus ADPKD terapiniams vaistams atrasti.
Inkstų ligų komplikacijų sprendimas Pagrindinės komplikacijos, susijusios su lėtiniuinkstų liga(CKD) apimainkstųanemija, kurią sukelia nepakankama hematopoetinio hormono eritropoetino (EPO) gamybainkstus. Norsinkstųanemija buvo sėkmingai gydoma su pertraukomis skiriant rekombinantinius žmogaus EPO agentus, todėl reikia daugiau fiziologinių terapijų. Atsižvelgdami į tai, kad EPO taip pat gamina kepenys embriono stadijose arba sunkios anemijos atveju net suaugusiems žmonėms, pakeitėme anksčiau praneštą kepenų diferenciacijos protokolą ir pavyko sukurti EPO gaminančias ląsteles iš hiPSC (hiPSC-EPO ląstelių) [32]. ] (4a pav.). Šios hiPSC-EPO ląstelės padidina EPO gamybą, reaguodamos į hipoksinius dirgiklius, o tai imituoja jų in vivo kolegas (4b, c pav.). EPO baltymas, esantis kultūros supernatante, parodė diferenciaciją skatinantį poveikį eritroidinėms linijoms, remiantis kolonijų formavimo tyrimu, naudojant žmogaus kraujodaros pirmtakus (4d pav.). Be to, šios hiPSC-EPO ląstelės pagerėjoinkstųanemija 7 mėnesius po transplantacijos pelių modeliuose, sukelta adenino vartojimo (4e pav.). Taigi, hiPSC-EPO ląstelės galėtų būti naudojamos atrasti naujus vaistus ir sukurti ląstelių terapiją nuo inkstų anemijos [32].
Ląstelių terapijaLąstelių terapijos tyrimai naudojant hiPSC gautą embrionąinkstasbuvo atlikti pirmuonys. Bandant ištirti jų terapinį potencialą priešinkstų ligos, persodinome kaip NPCinkstųprogenitoriai, sukurti iš hiPSC taikant mūsų diferenciacijos metodą į ūmaus subkapsulęinkstų pažeidimas(AKI) pelių modelius, sukeltus išemijos/reperfuzijos pažeidimo, nustatyta, kad transplantacija reikšmingai slopino ine (Cre) pelių šeimininkėse [33] (5a pav.). Be to, gydymas žymiai sumažino AKI sukeltus histologinius pažeidimus, tokius kaip kanalėlių nekrozė (5b pav.). Pažymėtina, kad taip pat buvo žymiai išvengta intersticinės fibrozės, kuri atspindi lėtinės ligos progresavimą. Persodinti progenitoriai pagerino AKI, neintegruodami į šeimininkąinkstasaudiniai, o tai rodo, kad parakrininis poveikis renotrofiniams faktoriams, išskiriamiems iš hiPSCinkstųpirmuonys yra pagrindinė terapinės naudos priežastis. Šių veiksnių išaiškinimas prisidėtų prie ląstelių terapijos ir naujų vaistų nuo AKI kūrimo [33, 34].
Imberti ir kt. taip pat pranešė apie terapinę ląstelių terapijos naudą naudojant hiPSC gautą naudąinkstųprogenitoriai prieš cisplatinos sukeltus AKI pelių modelius [35]. Jie suleido į hiPSC gautą NPCinkstųprogenitoriai, sugeneruoti su savo protokolu į AKI pelių modelius per uodegos veną. Ši transplantacijos terapija taip pat žymiai pagerino AKI, kaip rodo sumažėjęs BUN lygis ir histologiniai radiniai. Nors diferenciacijos protokolai generuotiinkstųpirmuonys ir AKI pelių modeliai buvo skirtingi, šios dvi ataskaitos pirmą kartą parodė galimą terapinę ląstelių terapijos naudą naudojant hiPSC gautus inkstų progenitorius.inkstų ligos.
Išvada ir ateities perspektyva Didelė pažanga embrionų generavimo srityjeinkstaspirmtakai irinkstasbuvo pagaminti audiniai iš hPSC. Tačiau prieš klinikinį taikymą reikia įveikti kliūtis. Dėl rekonstrukcijosinkstas, karta didesnėinkstasaudinių irinkstųį dubenį ir šlapimtakį panašios struktūros, į kurias susirenka surinkimo latakai, nepasiekta. Be to, integruota iš hiPSC gautainkstaskonstrukcijų į didelius laivus. Ląstelių terapija naudojant hiPSC gautąinkstųprogenitoriai taip pat turėtų būti tiriami naudojant CKD modelius. Galiausiai kai kuriems buvo sukurti hiPSC modeliaiinkstų ligosįskaitant ADPKD, ir galimų vaistų junginių identifikavimasinkstų ligostikimasi.
4 pav. EPO gaminančių ląstelių diferenciacija ir ląstelių terapija priešinkstųanemija. a HiPSC gautų EPO gaminančių ląstelių (hiPSC-EPO ląstelių) imuninis dažymas EPO (žalia) ir AFP (raudona). b EPO mRNR ekspresijos (kairėje) ir baltymų sekrecijos (dešinėje) analizė pagal hiPSC-EPO ląsteles, kultivuojamas žemomis (1 proc.) ir normaliomis deguonies (21 proc.) sąlygomis. EPO mRNR ekspresija ir baltymų sekrecija buvo analizuojamos atitinkamai qRT-PCR ir ELISA. c PHD inhibitorių poveikis EPO mRNR ekspresijai (kairėje) ir baltymų sekrecijai (dešinėje) HepG2 ląstelėse ir hiPSC-EPO ląstelėse. d Reprezentatyvūs plyšį formuojančio eritroidinio vieneto (BFU-E), sukelto rekombinantinio žmogaus EPO (rhEPO; viršutinis) ir hiPSC-EPO baltymo (apatinis), atvaizdai klonogeniniuose kraujodaros pirmtakų tyrimuose, naudojant metilceliuliozės pagrindu pagamintą pusiau kietą terpę. e Hematokrito vertės buvo vertinamos iki 28 savaičių po hiPSC-EPO ląstelių transplantacijos į adenino sukeltąinkstųanemijos imunodeficito pelėms (NOD. CB17-Prkdcscid/J pelėms). Pilkai nuspalvinta sritis rodo normalias hematokrito ribas. Mastelio juostos, 40 μm (a) ir 200 μm (d). Adaptuota iš Hitomi ir kt. [32]
Padėka Autorius norėtų padėkoti visiems Kioto universiteto CiRA nariams, ypač daktarui Peteriui Karagianniui už kritišką rankraščio skaitymą ir taisymą bei poniai Misaki Ochiuda už iliustracijų piešimą, ir atsiprašo autorių, kurių studijos negalėjo būti cituojamos dėl erdvės apribojimai. Autoriaus tyrimus remia Japonijos medicinos tyrimų ir plėtros agentūra (AMED) per savo mokslinių tyrimų stipendiją „Pagrindinis iPS ląstelių tyrimų, technologinės plėtros centras ir nepalankių ligų tyrimų pagreitinimo programa, naudojant specifines ligai iPS ląsteles, tyrimus. Regeneracinės medicinos realizavimo centro tinklas“.
Etikos standartų laikymasis
Interesų konfliktasKO yra „iPS Portal, Inc.“ mokslinių patariamųjų tarybų įkūrėjas ir narys be atlyginimo, taip pat „RegeNephro Co., Ltd.“ įkūrėjas ir vyriausiasis mokslinis patarėjas.Žmogaus ir gyvūnų teisėsVisi eksperimentai su iPSC buvo patvirtinti institucinių etikos komitetų ir atlikti pagal institucijų gaires ir Helsinkio deklaraciją. Visus eksperimentus su gyvūnais patvirtino instituciniai eksperimentų su gyvūnais komitetai ir jie buvo atlikti pagal institucines gaires.Informuoto sutikimoInformuotas sutikimas buvo gautas iš visų asmenų, kurių iPSC buvo naudojami tyrimuose.
Atvira prieigaŠis straipsnis yra licencijuotas pagal Creative Commons Attribution 4.0 Tarptautinė licencija, leidžianti naudoti, bendrinti, pritaikyti, platinti ir atkurti bet kokia laikmena ar formatu, jei tinkamai nurodote originalų autorių (-ius). ir šaltinį, pateikite nuorodą į Creative Commons licenciją ir nurodykite, ar buvo atlikti pakeitimai. Šiame straipsnyje esantys vaizdai ar kita trečiųjų šalių medžiaga yra įtraukta į straipsnio Creative Commons licenciją, nebent medžiagos kredito limite nurodyta kitaip. Jei medžiaga neįtraukta į straipsnio Creative Commons licenciją ir jūsų numatytas naudojimas neleidžiamas įstatymų nustatyta tvarka arba viršija leistiną naudojimą, turėsite gauti leidimą tiesiogiai iš autorių teisių turėtojo. Norėdami peržiūrėti šios licencijos kopiją.
