Sjúkdómslíkön

iPSC tæknin hefur gert kleift að búa til in vitro sjúkdómslíkön þar sem sjúkdómssértækar hiPSCs úr líkamsfrumum sjúklinga eða aðgreindar í skemmdar frumugerðir með því að breyta sjúkdómsvaldandi genum í hiPSC frá heilbrigðum gjöfum til að líkja eftir svipgerð sjúkdómsins (Mynd 1a). fyrra verk Freedman o.fl. frá stökkbreytingum í sjálfsfrumum ríkjandi PKD1 gena af völdum fjölblöðrunýrnasjúkdóms (ADPKD) mynduðu sjúklingar hiPSCs og komust að því að hiPSCs og aðgreindar frumur þeirra sýndu niðurstýringu á polycystin 2, sem útskýrir nýjan aðferð þar sem PKD1 genið sem kóðar polycystin 1 stjórnar fjölcystín 2 tjáningu. Hópurinn okkar ræktaði hiPSCs frá sjúklingum með ADPKD, þar með talið þeim sem voru með sameinað innankúpuæðagúl, og staðfesti að innanfrumu kalsíummeðferð og tjáning utanfrumufylkistengdra gena var breytt í æðafrumum aðgreindar frá hiPSCs, í samræmi við æðafrumur úr músamódeli af ADPKD og nýrnablöðrufrumur frá sjúklingum með ADPKD.

Mynd 1: Líkan ADPKD með sjúkdómssértækum hiPSCs. a: Skýringarmynd sem sýnir sjúkdómslíkanarannsóknir fyrir ADPKD. Sjúkdómssértæk hiPSCs eru unnin með því að endurforrita líkamsfrumur ADPKD sjúklinga eða genabreytingar PKD1/2 í hiPSCs fengnar frá heilbrigðum gjöfum. Sjúkdómslíkön eru mynduð með því að aðgreina hin ADPKD-sértæku hiPSC í nýrnavef fyrir meinafræðilega greiningu og lyfjauppgötvun

Nýjustu framfarirnar við að búa til nýrnaeiningarlík líffæri úr hiPSCs hafa gert kleift að búa til nýrnasjúkdóma eins og nýrnakvilla, meðfædd nýrnaheilkenni og sjálfhverf víkjandi fjölblöðrunýrnasjúkdóm (ARPKD). Líkön af ADPKD nýrnablöðrum sem nota nýrnaeiningarlík líffæri hafa verið mynduð úr genabreyttum pkd1 /2 stökkbreyttum hESCs. Hins vegar, þegar ADPKD var notað af sjúklingum eða genabreytt arfblendinn pkd1 stökkbreytt hiPSCs, alhæfðu þessi líkön ekki svipgerð nýrnablöðru sem sést í ADPKD. Aftur á móti bjuggum við nýlega til nýrnaeiningarlík líffæri úr ADPKD sjúklingum og erfðabreyttum arfblendnum og hreinum pkd1 stökkbreyttum hiPSCs með forskólínmeðferð til að breiða út nýrnablöðrur. Sérstaklega staðfestum við að allar þrjár hiPSC tegundirnar geta myndað nýrnablöðrur (Mynd 1b-d). Þessar nýrnablöðrur svöruðu sumum lyfjum sem vitað er að hamla blöðrumyndun í ADPKD, eins og spendýramarkmið rapamýsíns (mTOR), sem bendir til þess að hægt sé að nota þessi líkön til að skima fyrir lyfjasamböndum til að koma í veg fyrir myndun nýrnablöðru (Mynd 1e). Við erum nú að þróa efnaskimunarkerfi með mikilli afköstum fyrir uppgötvun lækningalyfja í ADPKD með því að breyta blöðrulíkaninu.

Mynd 1:b: Fulltrúar björtu sviðsmyndir af villigerð og genabreyttum PKD1-stökkbreyttum hiPSC-afleiddum nýrnalíffærum eftir 7 daga forskólínmeðferð. c: Magngreining á blöðrusvæðum nýrnalíffæra í (b). Gögn eru sýnd sem meðaltal±SE úr þremur sjálfstæðum tilraunum með fjórum endurteknum í hverri. **bls<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.

Smelltu hér til að fááhrif Cistanche á nýruoghvað er Cistanche þykkni

Að takast á við fylgikvilla nýrnasjúkdóma

Helstu fylgikvillar sem tengjast langvinnum nýrnasjúkdómum (CKD) eru nýrnablóðleysi af völdum ófullnægjandi framleiðslu á nýrna blóðmyndandi hormóni rauðkornavaka (EPO). Þrátt fyrir að tekist hafi að meðhöndla nýrnablóðleysi með hléum gjöf raðbrigða EPO efnablöndur úr mönnum, er þörf á viðbótar lífeðlisfræðilegri meðferð. Með hliðsjón af því að EPO er einnig framleitt í lifur við alvarlegt blóðleysi í fósturvísum eða fullorðnum, breyttum við lifraraðgreiningaraðferðinni sem áður hefur verið tilkynnt til að framleiða EPO frumur úr hiPSCs (hiPSC-EPO frumum). Þessar hiPSC-EPO frumur stjórna EPO framleiðslu sem svar við súrefnisörvun, svipað og in vivo hliðstæða þeirra. Byggt á nýlendumyndunarmælingum með því að nota blóðmyndandi frumur úr mönnum, sýndu EPO prótein í ræktunarfljótandi vökva aðgreiningarhvetjandi áhrif á rauða ætternið. Ennfremur bættu þessar hiPSC-EPO frumur nýrnablóðleysi í 7 mánuði eftir ígræðslu í músamódeli af völdum adeníns. Þannig væri hægt að nota hiPSC-EPO frumur til að uppgötva ný lyf og þróa frumumeðferðir til að meðhöndla nýrnablóðleysi.

staðlað Cistanche

Frumumeðferð

Notkun hiPSC-afleiddra fósturvísa nýrnaforfrumna fyrir frumumeðferð hefur verið rannsökuð. Til að kanna lækningamöguleika þeirra fyrir nýrnasjúkdóma, ígræddum við NPC-líkar nýrnaforfrumum sem myndaðar voru úr hiPSCs í undirhylki múslíkans af bráðum nýrnaskaða (AKI) af völdum blóðþurrðar/endurflæðisskaða með því að nota aðgreiningaraðferðina okkar og komumst að því að ígræðsla bældi verulega. hækkun á þvagefni köfnunarefnis í blóði (BUN) og kreatíníns í sermi (Cre) í hýsilmúsunum. Að auki bætti meðferð verulega vefjaskemmdir af völdum AKI, svo sem pípludrep. Athyglisvert var einnig marktækt komið í veg fyrir millivefjatrefjun, sem endurspeglar langvinna sjúkdómsframvindu. Ígræddar forfrumur bættu AKI án þess að sameinast í nýrnavef hýsils, sem bendir til þess að paracrine áhrif nýrna-trophic þátta sem seytt eru af hiPSC-afleiddum nýrnaforfrumum séu að miklu leyti ábyrg fyrir lækningalegum ávinningi. Útskýring á þessum þáttum mun hjálpa til við þróun and-AKI frumumeðferða og nýrra lyfja.

Imberti o.fl. greint einnig frá lækningalegum ávinningi af því að nota hiPSC-afleiddar nýrnaforfrumur til að meðhöndla múslíkan af cisplatín-völdum AKI. Þeir sprautuðu hiPSC-afleiddum NPC-líkum nýrnaforfrumum inn í AKI músarlíkanið í gegnum halaæð. Þessi ígræðslumeðferð bætti einnig AKI verulega, eins og sést af minni BUN-gildum og vefjafræðilegum niðurstöðum.

Þrátt fyrir að aðgreiningaraðferðin til að búa til nýrnaforfrumurnar sé frábrugðin því sem er í AKI músalíkaninu, sýna þessar tvær skýrslur í fyrsta skipti hugsanlegan lækningalegan ávinning af því að nota hiPSC-afleiddar nýrnaforfrumur til meðhöndlunar á nýrnasjúkdómum.

Herbal Cistanche

Niðurstaða og framtíðarsýn

Verulegar framfarir hafa orðið í því að búa til nýrnaforfrumum og nýrnavef úr fósturvísum úr hPSCs. Hins vegar eru enn nokkrar hindranir sem þarf að yfirstíga fyrir klíníska notkun. Varðandi enduruppbyggingu nýrna hefur ekki tekist að mynda stærri nýrnavef og mjaðmagrindar- og þvagrásarlíka uppbyggingu, þar sem safnrásir safnast saman. Að auki er þörf á samþættingu nýrnabygginga sem eru afleidd af hiPSC og stórum æðum. Einnig skal skoða frumumeðferð með nýrnaforfrumum sem eru afleiddar af hiPSC í nýrnafrumugerð. Að lokum hafa hiPSC-undirstaða líkön verið þróuð fyrir fjölda nýrnasjúkdóma, þar á meðal ADPKD, og ​​búist er við að þau auðkenni lyfjasambönd gegn nýrnasjúkdómum.

Cistanche tubulosa þykkni

HEIMILDIR

1. Freedman BS, Lam AQ, Sundsbak JL, Iatrino R, Su X, Koon SJ, Wu M, Daheron L, Harris PC, Zhou J, Bonventre JV. Minnkað pólýcystín í blöðruhálskirtli-2 í framkölluðum fjölhæfum stofnfrumum frá fjölblöðrunýrnasjúklingum með PKD1 stökkbreytingar. 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 Clinical and Experimental Nephrology (2021) 25:574– 584 1 3 Kondo N, Kitaoka F, Amano N, Arai S, Ichisaka T, Matsuura N, Inoue S, Yamamoto T, Takahashi K, Asaka I, Yamada Y, Ubara Y, Muso E, Fukatsu A, Watanabe A, Sato Y, Nakahata T, Mori Y, Koizumi A, Nakao K, Yamanaka S, Osafune K. Auðkenning MMP1 sem nýs áhættuþáttar fyrir innankúpuæðagúlp í ADPKD með því að nota iPSC módel. Sci Rep. 2015;6:30013.

3. Forbes TA, Howden SE, Lawlor K, Phipson B, Maksimovic 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, Litla MH. Lífræn lífræn nýrna úr sjúklingum úr iPSC sýna starfræna staðfestingu á nýrnasvipgerð ciliopathic og sýna undirliggjandi sjúkdómsvaldandi verkun. Am J Hum Genet. 2018;102(5):816– 31.

4. Tanigawa S, Islam 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. Lífræn efni frá nýrnasjúkdómum. iPSCs bera kennsl á skerta NEPHRIN staðsetningu og myndun rifþindar í nýrnafrumum. Stofnfrumuskýrslur. 2018;11(3):727–40.

5. Low JH, Li P, Chew EGY, Zhou B, Suzuki K, Zhang 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. Kynslóð nýrna lífrænna lífrænna frumna úr manna PSC með mynstraðri nýrnahluta og de novo æðakerfi. Stofnfrumu frumu. 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. Skimun með miklum afköstum eykur aðgreining nýrna líffæra frá mannlegum fjölhæfum stofnfrumum og gerir sjálfvirka fjölvíddar svipgerðagreiningu kleift. Stofnfrumu frumu. 2018;22(6):929–40.

7. Shimizu T, Mae SI, Araoka T, Okita K, Hotta A, Yamagata K, Osafune K. Nýtt ADPKD líkan sem notar nýra lífræn efni sem eru unnin úr sjúkdómssértækum iPSCs úr mönnum. Biochem Biophys Res Commun. 2020;12:34–43.

8. Hitomi H, Kasahara T, Katagiri N, Hoshina A, Mae SI, Kotaka M, Toyohara T, Rahman A, Nakano D, Niwa A, Saito MK, Nakahata T, Nishiyama A, Osafune K. Fjölhæfar stofnfrumur úr mönnum frumur sem framleiða rauðkornavaka draga úr nýrnablóðleysi í músum. Sci Transl Med. 2017;9(409):eaaj2300.

9. Toyohara T, Mae SI, Sueta SI, Inoue T, Yamagishi Y, Kawamoto T, Kasahara T, Hoshina A, Toyoda T, Tanaka H, ​​Araoka T, SatoOtsubo A, Takahashi K, Sato Y, Yamaji N, Ogawa S, Yamanaka S, Osafune K. Frumumeðferð með því að nota fjölhæfa stofnfrumu-afleidda nýrnaforfeður af mannavöldum dregur úr bráðum nýrnaskaða hjá músum. Stofnfrumur Transl Med. 2015;4(9):980–92.

10. Hoshina A, Kawamoto T, Sueta SI, Mae SI, Araoka T, Tanaka H, ​​Sato Y, Yamagishi Y, Osafune K. Þróun á nýju aðferðinni til að auðga manna iPSC-afleidda nýrnaforfeðra með því að nota frumuyfirborðsmerki. 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. Nýrnaforfeður úr mönnum iPSCs ígrædda og endurheimta virkni í a múslíkan af bráðum nýrnaskaða. Sci Rep. 2015;5:8826.