ارگانوئیدهای مشتق از iPSCهای مشتق از بیماری نفروتیک، لوکالیزاسیون NEPHRIN و تشکیل شکاف دیافراگمی را در پدوسیت های کلیوی مختل می کند
تاریخ انتشار: شنبه 17 شهریور 1397
| امتیاز:
جهش ها در ژن NPHS1، که NEPHRIN رت کد می کند منجر به سندروم نفروتیک مادرزادی می شود که خود منجر به اختلال در تشکیل شکاف دیافراگمی در پدوسیت های گلومرولی می شود. با این حال، روش هایی برای بازسازی دیافراگم اسلیت وجود ندارد و به همین دلیل مطالعات اندکی در این زمینه صورت گرفته است. در مطالعه حاضر، ما سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(iPSCs) را از بیماران دچار موتاسیون حذفی NPHS1 را ایجاد کردیم و فرایند تشکیل دیافراگم اسلیت را با استفاده از ارگانوئیدهای کلیوی مشتق از iPSCها تقلید کردیم. موتانت NEPHRIN قادر به مجتمع شدن روی سطح سلول برای تشکیل دومین پیش دیافراگم اسلیت در پدوسیت های القایی نبودند. بدنبال پیوند، پدوسیت های موتانت زوائد پایی را شکل دادند، اما تشکیل دیافراگم اسلیت مختل شده ای را نشان دادند. تصحیح ژنتیکی موتاسیون ساده آمینو اسید، مجتمع شدن NEPHRIN و فسفریلاسیون و کولوکالیزاسیون سایر پروتئین های مربوط به دیافراگم اسلیت و تشکیل دیافراگم اسلیت را احیا کرد. بنابراین، این ارگانوئیدهای کلیوی مشتق از iPSCهای مشتق از بیماران، ناهنجاری هایی دیافراگم اسلیت در پدوسیت ها در فاز اولیه بیماری نفروتیک مادرزادی را شناسایی کرد.
Stem Cell Reports. 2018 Aug 29. pii: S2213-6711(18)30324-2. doi: 10.1016/j.stemcr.2018.08.003. [Epub ahead of print]
Organoids from Nephrotic Disease-Derived iPSCs Identify Impaired NEPHRIN Localization and Slit Diaphragm Formation in Kidney Podocytes.
Tanigawa S1, Islam M1, Sharmin S1, Naganuma H2, Yoshimura Y1, Haque F1, Era T3, Nakazato H4, Nakanishi K5, Sakuma T6, Yamamoto T6, Kurihara H7, Taguchi A1, Nishinakamura R8.
Abstract
Mutations in the NPHS1 gene, which encodes NEPHRIN, cause congenital nephrotic syndrome, resulting from impaired slit diaphragm (SD) formation in glomerular podocytes. However, methods for SD reconstitution have been unavailable, thereby limiting studies in the field. In the present study, we established human induced pluripotent stem cells (iPSCs) from a patient with an NPHS1 missense mutation, and reproduced the SD formation process using iPSC-derived kidney organoids. The mutant NEPHRIN failed to become localized on the cell surface for pre-SD domain formation in the induced podocytes. Upon transplantation, the mutant podocytes developed foot processes, but exhibited impaired SD formation. Genetic correction of the single amino acid mutation restored NEPHRIN localization and phosphorylation, colocalization of other SD-associated proteins, and SD formation. Thus, these kidney organoids from patient-derived iPSCs identified SD abnormalities in the podocytes at the initial phase of congenital nephrotic disease.
PMID: 30174315