یک مدل in vivo از روده کوچک انسان با استفاده از سلولهای بنیادی پرتوان

تاریخ انتشار: پنجشنبه 01 آبان 1393 | امتیاز: Article Rating

تمایز سلولهای بنیادی پرتوان انسانی (hPSCs) به زیرگروه های ویژه ارگان روشی هیجان انگیز را برای مطالعه تکوین جنینی و فرآیندهای بیماری، مطالعات فارماکولوژیک و به عنوان یک منبع بالقوه برای پیوند درمانی ارائه می دهد. تا به امروز، مدل های in vivo محدودی برای روده انسان وجود داشته است که همه آنها وابسته به کشت های اولیه اپیتلیال یا بافت های هضم شده حاصل از نمونه های جراحی است که شامل سلول های مزانشیمی پیوندشده روی داربست زیست تخریب پذیرمی باشد. دراینجا، ما  ارگانوئیدهای روده انسان (HIOs) را از سلول های بنیادی جنینی انسان (ESCs) یا سلول های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) تولید کردیم که قابل پیوند درin vivo هستند. این ارگانوئیدهای اپیتلیوم روده بالغ انسان با سلول های بنیادی روده درمعماری کریپت-ویلوس ویک مزانشیم انسانی چند لایه مشارکت کرده و هر دو توسط رشد عروق موشی حمایت شدند. پیوند in vivo منجربه گسترش و بلوغ قابل توجه اپیتلیوم و مزانشیم شد که با دودمان های تمایزیافته سلول های روده ای ( اینتروسیت ها ، سلول های جامی، سلول های پانت، سلول های تافت و سلول های درون ریز روده) ، حضور آنزیم های برسی- حاشیه ای کاربردی (لاکتاز، سوکراز- ایزومالتاز و دی پپتیدیل پپتیداز4 ) ولایه های زیراپیتلیال و عضله صاف قابل مشاهده در مقایسه با HIOs در in vitroاثبات شد. بافت های روده ای پیوند شده عملکرد گوارشی را  نشان دادند که توسط مطالعات نفوذ پذیری و جذب پپتید اثبات شد. علاوه براین، بافت مشتق ازHIO  پیوند شده به سیگنال های سیستمیک موش میزبان به دنبال برش ایلئوسکال پاسخ داد که حاکی از نقش عوامل در گردش در پاسخ انطباقی روده است. این مدل از روده کوچک انسان می تواند راه را برای مطالعات فیزیولوژی روده، بیماری و مطالعات ترجمه ای هموار کند.

Nat Med. 2014 Oct 19. doi: 10.1038/nm.3737. [Epub ahead of print]

An in vivo model of human small intestine using pluripotent stem cells.

Watson CL1Mahe MM2Múnera J3Howell JC4Sundaram N2Poling HM2Schweitzer JI3Vallance JE5Mayhew CN3Sun Y6Grabowski G7Finkbeiner SR8Spence JR8Shroyer NF9Wells JM3Helmrath MA1.

 

Abstract

Differentiation of human pluripotent stem cells (hPSCs) into organ-specific subtypes offers an exciting avenue for the study of embryonic development and disease processes, for pharmacologic studies and as a potential resource for therapeutic transplant. To date, limited in vivo models exist for human intestine, all of which are dependent upon primary epithelial cultures or digested tissue from surgical biopsies that include mesenchymal cells transplanted on biodegradable scaffolds. Here, we generated human intestinal organoids (HIOs) produced in vitro from human embryonic stem cells (ESCs) or induced pluripotent stem cells (iPSCs) that can engraft in vivo. These HIOs form mature human intestinal epithelium with intestinal stem cells contributing to the crypt-villus architecture and a laminated human mesenchyme, both supported by mouse vasculature ingrowth. In vivo transplantation resulted in marked expansion and maturation of the epithelium and mesenchyme, as demonstrated by differentiated intestinal cell lineages (enterocytes, goblet cells, Paneth cells, tuft cells and enteroendocrine cells), presence of functional brush-border enzymes (lactase, sucrase-isomaltase and dipeptidyl peptidase 4) and visible subepithelial and smooth muscle layers when compared with HIOs in vitro. Transplanted intestinal tissues demonstrated digestive functions as shown by permeability and peptide uptake studies. Furthermore, transplanted HIO-derived tissue was responsive to systemic signals from the host mouse following ileocecal resection, suggesting a role for circulating factors in the intestinal adaptive response. This model of the human small intestine may pave the way for studies of intestinal physiology, disease and translational studies.

PMID: 25326803
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان