Pengobatan Regeneratif Berbasis Teknologi IPSC Untuk Penyakit Ginjal

{0}}

AbstrakDengan beberapa perawatan kuratif untukpenyakit ginjal, peningkatan perhatian telah diberikan pada pengobatan regeneratif sebagai pilihan terapi baru. Kemajuan terbaru dalamginjalregenerasi menggunakan sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi manusia (hiPSCs) patut diperhatikan. Berdasarkan pengetahuanginjalpengembangan, diferensiasi terarah hiPSC menjadi dua embrionikginjalprogenitor, sel progenitor nefron (NPC) dan tunas ureter (UB), telah ditetapkan, memungkinkan generasi nefron dan organoid saluran pengumpul. Selanjutnya, manusiaginjaljaringan dapat dihasilkan dari nenek moyang yang diturunkan dari hiPSC ini, di mana glomeruli dan glomeruli yang diturunkan dari NPC danginjaltubulus dan saluran pengumpul yang diturunkan dari UB saling berhubungan. yang diinduksiginjaljaringan lebih lanjut divaskularisasi ketika ditransplantasikan ke tikus imunodefisiensi. Selain ituginjalrekonstruksi untuk digunakan dalam transplantasi, telah ditunjukkan bahwa terapi sel menggunakan NPC turunan hiPSC memperbaikicedera ginjal(AKI) pada tikus. Pemodelan penyakit dan penelitian penemuan obat menggunakan hiPSC khusus penyakit juga telah dilakukan dengan penuh semangat untuk masalah yang sulit diatasiginjalgangguan, seperti polikistik autosomal dominanpenyakit ginjal(ADPKD). Dalam upaya untuk mengatasi komplikasi yang terkait denganpenyakit ginjal, sel-sel penghasil eritropoietin (EPO) yang diturunkan dari hiPSC berhasil dihasilkan untuk menemukan obat-obatan dan mengembangkan terapi sel untukginjalanemia. Tinjauan ini merangkum status saat ini dan perspektif masa depan biologi perkembanganginjaldan pengobatan regeneratif berbasis teknologi iPSC untukpenyakit ginjal.

Kata kunci:IPSC; Regenerasi ginjal; sel progenitor nefron; tunas ureter; Terapi sel; Pemodelan penyakit, Ginjal, Ginjal.

pengantar  Penyakit ginjalmenyebabkan masalah medis yang sangat besar dan beban ekonomi di seluruh dunia, tetapi hanya ada sedikit perawatan kuratif kecuali untukginjaltransplantasi, yang terhambat oleh kekurangan organ donor yang parah [1]. Salah satu solusinya adalah pengembangan strategi pengobatan regeneratif menggunakan sel punca pluripoten manusia (hPSCs), seperti sel punca embrionik (hESCs) dan sel punca pluripoten terinduksi (hiPSCs) [2]. Karena potensinya untuk berkembang biak tanpa batas dan berdiferensiasi menjadi semua jenis sel dalam tubuh termasukginjalsel, hPSC diharapkan berfungsi sebagai sumber sel untuk pengobatan regeneratif, seperti:ginjalrekonstruksi dan terapi sel. Selain itu, hPSC spesifik penyakit yang memiliki predisposisi genetik untuk menyebabkan penyakit spesifik dapat digunakan untuk mengembangkan model analisis patologis dan penemuan obat, di mana jenis sel yang terluka dibedakan dari hPSC yang mereproduksi fenotipe penyakit secara in vitro [2]. Dalam artikel ini, saya merangkum kemajuan terbaru dalamginjalpenelitian regenerasi berdasarkan biologi perkembangan dan menggambarkan perspektif masa depan kedokteran regeneratif dan pemodelan penyakit untukpenyakit ginjal.

Perkembangan ginjalt  Ginjalberasal dari lapisan germinal embrio awal, mesoderm perantara (IM) [3] (Gbr. 1a). Pada vertebrata, IM berturut-turut memunculkan tigaginjal,rawan, mesonefros dan metanefros (Gbr. 1b). Mesonefros adalah orang dewasaginjalfsh dan amfibi, sedangkan metanephros adalah yang dewasaginjaldari reptil, burung dan mamalia. Sementara ketiganyaginjalserupa karena terdiri dari nefron, unit fungsionalginjal, jumlah nefronnya berbeda. mamalia dewasaginjalmetanefros

Gbr. 1 Diferensiasi terarah dariginjalsel keturunan. ac Gambar skematis yang menunjukkan spesifikasi mesoderm (a), pembentukan tigaginjal(b) dan perkembangan metanefros (c). IM: mesoderm menengah; MM: mesenkim metanefrik; UB: tunas ureter. d Imunostaining sel progenitor nefron (NPC) yang diturunkan dari hiPSC untuk OSR1, SIX2 dan HOXD11. e Imunostaining organoid nefron yang terbentuk dari NPC turunan hiPSC setelah 10 hari kultur antar muka udara-cair. PODXL: Podocalyxin (penanda podosit; putih); LTL: Lotus tetragonolobus lectin (penanda tubulus proksimal; merah); CDH1: CADHERIN 1 (penanda tubulus distal; hijau). f, g Imunostaining sel IM anterior untuk OSR1 (hijau) dan GATA3 (merah; f) dan agregat sel duktus nefritik untuk E-CADHERIN (hijau), GATA3 (merah) dan inti (biru; g). h Perubahan morfologi selama rekonstruksi percabangan organoid iUB selama 7 hari. i Imunostaining organoid iUB untuk RET (hijau), CK8 (merah) dan PAX2 (biru). j Pewarnaan biru toluidin dari organoid iUB menunjukkan lumen tubular. k Bright-feld (kiri) dan gambar immunostaining (tengah dan kanan) mengumpulkan struktur tubular seperti saluran yang berasal dari organoid iUB untuk FOXA1 (putih), AQP2 (merah) dan GATA3 (hijau). Batang timbangan, 100 m. (d) dan (e) diadaptasi dari Tsujimoto et al. [12], (f) dan (g)–(k) diadaptasi dari Mae et al. [14, 15], masing-masing dibentuk oleh interaksi timbal balik antara dua jaringan embrionik turunan, mesenkim metanefrik (MM) dan tunas ureter (UB; Gambar 1c). MM menimbulkan nefron dan interstitium orang dewasaginjal, sedangkan UB membedakan untuk mengelaborasi saluran kemih bagian bawah dari saluran pengumpul ke bagian kandung kemih [3]. Dengan membuat uji klonogenik baru, kami untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa MM mengandung sel progenitor multipoten yang dapat berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel epitel yang membentuk nefron, seperti podosit glomerulus danginjalepitel tubulus [4]. Kemudian, eksperimen penelusuran garis keturunan mengungkapkan bahwa nenek moyang ini ditandai oleh faktor transkripsi Six2 [5]. Nenek moyang ini sekarang disebut sel progenitor nefron (NPC). Taguchi dkk. menunjukkan bahwa IM dibagi menjadi domain anterior dan posterior, yang masing-masing menimbulkan UB dan MM [6]. Berdasarkan temuan iniginjalpembangunan, upaya keras telah dilakukan untuk regenerasiginjalsel garis keturunan dari hPSC.

Diferensiasi terarah hPSC menjadi garis keturunan ginjal Sebagai langkah pertama untuk membedakan hiPSC secara langsung menjadiginjalgaris keturunan dengan meniruginjalpengembangan, kelompok kami berfokus pada generasi sel IM dan menghasilkan garis reporter hiPSC untuk gen OSR1, penanda spesifik untuk IM [7], dengan pengeditan gen [8]. Menggunakan sistem evaluasi kuantitatif dan garis reporter hiPSC, kami mengembangkan protokol diferensiasi yang sangat efisien yang menginduksi hiPSC ke dalam OSR1-mengekspresikan sel IM. Sel-sel IM yang diinduksi ini menunjukkan potensi perkembangan untuk berdiferensiasi lebih lanjut menjadi tipe sel ginjal dewasa, seperti podosit glomerulus dan sel glomerulus.ginjalsel tubulus, in vitro dan untuk membentuk struktur tubular tiga dimensi (3D) dengan mengkultur dengan sel metanephric tikus [8, 9].

Taguchi dkk. untuk pertama kalinya mengembangkan metode diferensiasi selektif untuk menginduksi NPC melalui IM posterior dari kedua ESC tikus (mESC) dan hiPSC dan juga menghasilkan organoid nefron yang mengandung glomeruli danginjaltubulus in vitro dari NPC yang diinduksi [6]. Takasato dkk. melaporkan generasiginjalorganoid yang mengandung banyakginjaljenis sel seperti glomerulus,ginjaltubulus, duktus pengumpul, sel stroma dan sel vaskular [10]. Dengan mengembangkan sistem kultur 2D, Morizane et al. NPC yang dihasilkan secara efisien dari hiPSC dan kemudian organoid nefron dari NPC [11]. Baru-baru ini, kelompok kami mengembangkan metode diferensiasi bertahap untuk secara efisien menginduksi hiPSC menjadi NPC dengan potensi diferensiasi untuk membentuk organoid nefron [12] (Gbr. 1d, e). Metode diferensiasi kami yang terdiri dari 6 langkah lebih dekat merekapitulasi proses perkembangan alami NPC daripada metode yang dilaporkan oleh Takasato et al. dan Morizane dkk. [10, 11] dan lebih efisien menghasilkan NPC dalam format diferensiasi 2D daripada metode oleh Taguchi et al. yang menggunakan kultur 3D [6].

Mengenai diferensiasi terarah dari garis keturunan UB, Taguchi dan Nishinakamura membedakan mESCs dan hiPSCs melalui IM anterior dan duktus nefritikus (ND) menjadi struktur mirip UB [13]. Namun, efisiensi induksi epitel ND rendah, dan pemurnian sel ND dengan beberapa sitometri diperlukan untuk analisis selanjutnya. Kami mengembangkan metode diferensiasi 2D yang lebih efisien yang menghasilkan epitel ND dari hiPSC melalui IM anterior dan mencakup langkah diferensiasi berikutnya tanpa pemurnian [14] (Gbr. 1f, g). Sel ND yang diinduksi membentuk struktur seperti UB dengan ujung RET ( plus ) dan domain batang CK8 ( plus ) dalam kultur 3D. Namun, struktur seperti UB yang dihasilkan oleh kedua kelompok menunjukkan potensi percabangan yang terbatas. Baru-baru ini, dengan memodifikasi metode diferensiasi UB kami, kami berhasil menghasilkan organoid induksi UB (iUB) yang memiliki polaritas epitel, lumen tubular dan morfogenesis percabangan berulang [15] (Gbr. 1h-j). Selain itu, kami berhasil mendorong organoid iUB ini untuk berdiferensiasi menjadi organoid saluran pengumpul yang sesuai dengan rekan in vivo mereka pada minggu kehamilan 7 embrio manusia (Gbr. 1k).

Perluasan nenek moyang ginjalUntuk memasok sejumlah besarginjalsel untuk penelitian dasar dan klinis, metode kultur ekspansi in vitro untuk embrionikginjalnenek moyang telah diselidiki. Coklat dkk. dan Tanigawa dkk. melaporkan ekspansi in vitro dari NPC yang dikeluarkan dari embrio tikus [16, 17]. Li dkk. memperluas dan memelihara NPC yang berasal dari embrio tikus dan manusia secara in vitro untuk waktu yang lama menggunakan kultur agregasi sel 3D masing-masing selama 17 dan 7 bulan [18]. Kelompok ini juga memperluas NPC yang dibedakan dari hiPSC secara in vitro selama 2 bulan menggunakan metode yang sama. Meskipun ketiga metode ini menggunakan protein morfogenetik tulang (BMP) 7, peran BMP7 dalam ekspansi NPC masih belum diketahui. Dengan menyaring senyawa kimia, kami mengidentifikasi inhibitor JAK3, TCS21311, sebagai pengganti BMP7 dalam kultur ekspansi yang dikembangkan oleh Li et al. [18] dan mengungkapkan peran penghambatan baru BMP7 dalam pensinyalan JAK3-STAT3 untuk ekspansi NPC [19]. Selain itu, penambahan TCS21311 ke dalam kultur ekspansi meningkatkan tingkat proliferasi NPC yang diturunkan dari embrio tikus dan hiPSC. Baru-baru ini, kami mengembangkan kultur ekspansi untuk sel UB turunan hiPSC, di mana sel tunggal terdisosiasi dari organoid iUB berkembang biak untuk membentuk koloni yang mengekspresikan penanda ujung UB [15]. Koloni ujung ini dapat menyusun kembali organoid iUB dengan potensi percabangan berulang, dan proses rekonstitusi ini dapat diulang setidaknya tiga kali.

Gambar 2 Rekonstruksiginjalstruktur. a Skema yang menunjukkan pembentukan struktur pronephros dari tutup hewan embrio Xenopus. b–d Seluruh gambar (b) dan bagian double immunostaining gambar (c, d) dari eksplan Xenopus setara stadium 42 (b, c) dan larva stadium 40 (d) menggunakan antibodi spesifik tubulus rawan (3G8, red) dan antibodi spesifik saluran pronephric (4A6, biru). e Sebuah skema yang menunjukkan rekonstruksi in vitro dariginjalstruktur dari hiPSC. f Tiga kali immunostaining hari ke 20ginjalorganoid untuk penanda podosit (PODXL), tubulus proksimal (LTL) dan tubulus distal dan saluran pengumpul (CDH1; kiri), dan untuk PODXL dan penanda tubulus distal dan saluran pengumpul (AVPR2) dan saluran colleting saja (CALB1; kanan) . Perhatikan bahwa sinyal CDH1 yang lemah juga ditemukan di bagian LTL plus tubulus proksimal di panel kiri. g Skema yang menunjukkan rekonstruksi in vivo dariginjalstruktur dari hiPSC. h Gambar pembesaran lebih rendah menunjukkan seluruh hostginjaldan turunan hiPSCginjalgraft (hijau) setelah pemberian dekstran terkonjugasi rhodamin B melalui vena ekor tikus inang. i Gambar mikroskopis multifoton intravital setelah injeksi vena ekor dekstran terkonjugasi rhodamin B menunjukkan lumen pembuluh darah tikus inang menembus ke dalam struktur seperti glomerulus yang diturunkan dari hiPSC (hijau). Bilah skala, 100 m di (b)–(d) dan (f), 500 m di (h) dan 40 m di (i). (b)–(d) dan (e)–(i) diadaptasi dari Osafune et al. [22] dan Tsujimoto dkk. [12], masing-masing [22]

Rekonstruksi ginjal Pekerjaan sebelumnya untuk merekonstruksiginjalstruktur yang menggunakan daerah ektoderm dugaan dari telur amfibi yang dibuahi, disebut animal cap, yang merupakan massa sel multipoten (Gbr. 2a). Moriya dkk. melaporkan bahwa pengobatan kombinasi dengan aktivin A dan asam retinoat (RA) menginduksi tutup hewan untuk berdiferensiasi menjadi tubulus rawan in vitro [20]. Brennan dkk. menunjukkan bahwa glomus rawan juga diinduksi dalam eksplan [21]. Kami mendemonstrasikan bahwa eksplan yang diinduksi mengandung duktus rawan dan jaringan rawan dapat diregenerasi dari sel multipoten amfibi in vitro [22] (Gambar 2b-d). Meskipun sistem regenerasi in vitro untuk pronephricginjaltidak dapat langsung diterjemahkan ke penelitian klinis, dapat berfungsi sebagai sistem yang sederhana dan berguna untuk belajarginjalperkembangan.Selain generasi organoid nefron dari NPC turunan mESC dan hPSC dan organoid saluran pengumpul dari sel UB turunan hPSC, seperti dijelaskan di atas, Taguchi et al. tikus yang dihasilkanginjalorganoid dengan menggabungkan NPC dan UB yang diturunkan dari mESC dan progenitor interstisial yang dikeluarkan dari embrio tikus, yang mengandung glomeruli,ginjaltubulus dan saluran pengumpul [13]. Kami menghasilkan manusiaginjalorganoid in vitro dengan mengkultur NPC dan sel UB yang diinduksi secara terpisah dari hiPSC dan di mana glomeruli yang diturunkan dari NPC danginjaltubulus dan saluran pengumpul yang diturunkan dari UB saling berhubungan [12] (Gbr. 2e, f). Saat ditransplantasikan keginjalruang subkapsular tikus imunodefisiensi, turunan hiPSC iniginjalorganoid terintegrasi ke dalam pembuluh darah tikus inang (Gbr. 2g-i).

Mengenai regenerasiginjalorgan yang memiliki saluran kemih, metode yang menggunakan tubuh hewan percobaan, seperti komplementasi blastokista antarspesies [23] dan metode niche organogenik [24], telah diselidiki. Goto dkk. menyuntikkan mESC tipe liar ke dalam blastokista tikus Sall1(−/−) anefrik dan berhasil menghasilkan tikus secara interspesifikginjalpada tikus inang [23]. Fujimoto dkk. mengembangkan metode transplantasi sel di mana NPC turunan hiPSC ditransplantasikan keginjalarea pengembangan (yaitu ceruk organogenik) embrio tikus di dalam rahim, di mana NPC yang ditransplantasikan dan inang bersama-sama berkontribusi pada mesenkim topi chimeric, yang terhubung ke UB tikus inang [24]. Namun, sementara MM berasal glomeruli danrenal tubulus berasal dari PSC atau NPC yang disuntikkan, jenis sel penyusun ginjal yang tersisa, seperti saluran pengumpul yang diturunkan dari UB dan saluran kemih bagian bawah dan sel vaskular, berasal dari hewan inang dalam dua strategi ini.

Pemodelan penyakitTeknologi iPSC telah memungkinkan untuk membuat model penyakit in vitro, di mana hiPSC spesifik penyakit yang berasal dari sel somatik pasien atau dengan mengedit gen penyebab dalam hiPSC yang berasal dari donor sehat dibedakan menjadi tipe sel yang terluka untuk meniru fenotipe penyakit. ] (Gbr. 3a). Pekerjaan sebelumnya oleh Freedman et al. menghasilkan hiPSC dari pasien dengan polikistik dominan autosomalpenyakit ginjal(ADPKD), yang disebabkan oleh mutasi pada gen PKD1, dan menemukan bahwa hiPSCs dan sel-selnya yang berdiferensiasi menunjukkan penurunan regulasi dari polycystin 2, menjelaskan mekanisme baru di mana polycystin 1 yang dikodekan oleh gen PKD1 mengatur ekspresi polycystin 2 [25]. Kelompok kami menghasilkan hiPSC dari pasien ADPKD, termasuk yang rumit dengan aneurisma intrakranial, dan menegaskan bahwa sel-sel vaskular yang dibedakan dari hiPSC menunjukkan penanganan kalsium intraseluler yang berubah dan ekspresi gen terkait matriks ekstraseluler, konsisten dengan sel-sel vaskular model tikus ADPKD danginjalsel kista yang diperoleh dari pasien ADPKD [26].

Kemajuan terbaru dalam generasi organoid nefron dari hiPSCs telah memungkinkan pemodelanginjalgangguan, seperti nephronophthisis [27], sindrom nefrotik kongenital [28] dan autosomal resesif polikistikpenyakit ginjal(ARPKD) [29].ginjalmodel kista ADPKD menggunakan organoid nefron telah dihasilkan dari PKD1/2-mutan hESCs homozigot yang diedit gen [30]. Namun, model-model itu tidak merekapitulasiginjalfenotipe kista terlihat pada ADPKD saat menggunakan PKD heterozigot yang diturunkan dari pasien atau diedit gen ADPKD hiPSC mutan1-. Sebaliknya, kami baru-baru ini menghasilkan organoid nefron dari kedua pasien ADPKD yang diturunkan dan heterozigot dan homozigot yang diedit gen

Gambar 3 Pemodelan ADPKD menggunakan hiPSC spesifik penyakit. a Sebuah skema yang menunjukkan penelitian pemodelan penyakit untuk ADPKD. HiPSC spesifik penyakit diturunkan dengan memprogram ulang sel somatik pasien ADPKD atau pengeditan gen PKD1/2 dalam hiPSC yang berasal dari donor sehat. Model penyakit dihasilkan dengan membedakan hiPSC spesifik ADPKD menjadiginjaljaringan untuk analisis patologis dan penemuan obat. b Gambar bidang cerah representatif dari PKD tipe liar dan gen yang diedit1-mutan turunan hiPSCginjalorganoids setelah 7 hari pengobatan forskolin. c Kuantifikasi area kistik dariginjalorganoid di (b). Data direpresentasikan sebagai mean ± SE dari tiga percobaan independen dengan masing-masing empat ulangan. **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="">ginjalorganoids setelah 7 hari pengobatan forskolin. e Gambar terang yang representatif dari pasien yang diturunkanginjalorganoid setelah 7 hari pengobatan dengan CFTR inhibitor 172 (100 M) atau everolimus (10 M) dengan adanya forskolin. Bilah skala, 300 m di (b), (d, kanan) dan (e) dan 500 m di (d, kiri). Diadaptasi dari Shimizu et al. [31]

PKD1-hiPSC mutan untuk direproduksiginjallegiun kista oleh untuk pengobatan skolin [31]. Sebagai catatan, kami mengkonfirmasi bahwaginjalkista dapat terbentuk dari ketiga tipe hiPSC (Gbr. 3b-d). Kista ginjal ini menanggapi beberapa obat yang diketahui menghambat pembentukan kista di ADPKD, seperti target mamalia rapamycin (mTOR), menunjukkan bahwa model ini dapat digunakan untuk menyaring senyawa obat yang mencegahginjalpembentukan kista [31] (Gbr. 3e). Kami sedang menyiapkan sistem penyaringan kimia throughput tinggi dengan memodifikasi model kista untuk penemuan obat terapeutik untuk ADPKD.

Mengatasi komplikasi penyakit ginjal  Komplikasi utama yang terkait dengan penyakit kronispenyakit ginjal(CKD) termasukginjalanemia yang disebabkan oleh kurangnya produksi hormon hematopoietik eritropoietin (EPO) olehginjal. Meskipunginjalanemia telah berhasil diobati dengan pemberian intermiten agen EPO manusia rekombinan, lebih banyak terapi fisiologis diperlukan. Mempertimbangkan bahwa EPO juga diproduksi oleh hati pada tahap embrio atau dalam kasus anemia berat bahkan pada orang dewasa, kami memodifikasi protokol diferensiasi hati yang dilaporkan sebelumnya dan berhasil menghasilkan sel penghasil EPO dari hiPSC (sel hiPSC-EPO) [32 ] (Gbr. 4a). Sel hiPSC-EPO ini meningkatkan produksi EPO sebagai respons terhadap rangsangan hipoksia, yang meniru rekan in vivo mereka (Gbr. 4b, c). Protein EPO yang terkandung dalam supernatan kultur menunjukkan efek promosi diferensiasi pada garis keturunan eritroid berdasarkan uji pembentukan koloni menggunakan progenitor hematopoietik manusia (Gbr. 4d). Selanjutnya, sel-sel hiPSC-EPO ini diperbaikiginjalanemia selama 7 bulan setelah transplantasi pada model tikus yang diinduksi oleh pemberian adenin (Gbr. 4e). Dengan demikian, sel hiPSC-EPO dapat digunakan untuk menemukan obat baru dan mengembangkan terapi sel terhadap anemia ginjal [32].

Terapi selPenelitian terhadap terapi sel menggunakan embrionik yang diturunkan dari hiPSCginjalnenek moyang telah dilakukan. Dalam upaya untuk memeriksa potensi terapeutik mereka terhadappenyakit ginjal, kami mentransplantasikan seperti NPCginjalnenek moyang yang dihasilkan dari hiPSC dengan metode diferensiasi kami menjadi subkapsul akutcedera ginjal(AKI) model tikus yang diinduksi oleh cedera iskemia/reperfusi, menemukan transplantasi secara signifikan menekan ine (Cre) pada tikus inang [33] (Gbr. 5a). Selain itu, pengobatan secara signifikan memperbaiki kerusakan histologis yang disebabkan oleh AKI, seperti nekrosis tubular (Gbr. 5b). Khususnya, fibrosis interstisial, yang mencerminkan perkembangan penyakit kronis, juga dicegah secara signifikan. Nenek moyang yang ditransplantasikan memperbaiki AKI tanpa diintegrasikan ke dalam inangginjaljaringan, menunjukkan bahwa efek parakrin oleh faktor renotrofik yang disekresikan dari turunan hiPSCginjalnenek moyang adalah penyebab utama dari manfaat terapeutik. Menjelaskan faktor-faktor ini akan berkontribusi untuk mengembangkan terapi sel serta obat baru terhadap AKI [33, 34].

Imberti dkk. juga melaporkan manfaat terapeutik dari terapi sel menggunakan turunan hiPSCginjalnenek moyang terhadap model tikus AKI yang diinduksi cisplatin [35]. Mereka menyuntikkan seperti NPC yang diturunkan dari hiPSCginjalnenek moyang yang dihasilkan dengan protokol mereka ke dalam model tikus AKI melalui vena ekor. Terapi transplantasi ini juga secara signifikan memperbaiki AKI, yang dibuktikan dengan penurunan kadar BUN dan temuan histologis. Meskipun protokol diferensiasi untuk menghasilkanginjalnenek moyang dan model tikus AKI berbeda, dua laporan ini untuk pertama kalinya menunjukkan manfaat terapeutik potensial dari terapi sel menggunakan progenitor ginjal turunan hiPSC padapenyakit ginjal.

Kesimpulan dan perspektif masa depan Kemajuan substansial dalam generasi embrionikginjalnenek moyang danginjaljaringan dari hPSCs telah dibuat. Namun, ada rintangan yang harus diatasi sebelum aplikasi klinis. Mengenai rekonstruksiginjal, generasi yang lebih besarginjaltisu danginjalstruktur seperti panggul dan ureter, tempat berkumpulnya saluran pengumpul, belum tercapai. Selain itu, integrasi turunan hiPSCginjalstruktur untuk kapal besar diperlukan. Terapi sel menggunakan turunan hiPSCginjalnenek moyang juga harus diperiksa dengan model CKD. Akhirnya, model berbasis hiPSC telah dikembangkan untuk beberapapenyakit ginjaltermasuk ADPKD, dan identifikasi calon senyawa obat terhadappenyakit ginjaldiharapkan.

Gambar. 4 Diferensiasi sel penghasil EPO dan terapi sel terhadapginjalanemia. a Imunostaining sel penghasil EPO turunan hiPSC (sel hiPSC-EPO) untuk EPO (hijau) dan AFP (merah). b Analisis perjalanan waktu dari ekspresi mRNA EPO (kiri) dan sekresi protein (kanan) oleh sel hiPSC-EPO yang dikultur dalam kondisi rendah (1 persen) dan oksigen normal (21 persen). Ekspresi mRNA EPO dan sekresi protein masing-masing dianalisis dengan qRT-PCR dan ELISA. c Efek penghambat PHD pada ekspresi mRNA EPO (kiri) dan sekresi protein (kanan) dalam sel HepG2 dan sel hiPSC-EPO. d Gambar representatif dari unit pembentuk ledakan-eritroid (BFU-E) yang diinduksi oleh EPO manusia rekombinan (rhEPO; atas) dan protein hiPSC-EPO (bawah) dalam uji progenitor hematopoietik klonogenik menggunakan media semipadat berbasis metil selulosa. e Nilai hematokrit dievaluasi hingga 28 minggu setelah transplantasi sel hiPSC-EPO ke dalam adenin yang diinduksiginjaltikus imunodefisiensi anemia (NOD. CB17-tikus Prkdcscid/J). Daerah yang diarsir abu-abu menunjukkan kisaran hematokrit normal. Batang skala, 40 m di (a) dan 200 m di (d). Diadaptasi dari Hitomi et al. [32]

Ucapan Terima Kasih Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua anggota CiRA, Universitas Kyoto, terutama Dr. Peter Karagiannis yang telah membaca dan merevisi naskah secara kritis dan Ms. Misaki Ochiuda untuk menggambar ilustrasi, dan meminta maaf kepada penulis yang studinya tidak dapat dikutip karena keterbatasan ruang. Penelitian penulis didukung oleh Japan Agency for Medical Research and Development (AMED) melalui hibah penelitiannya "Core Center for iPS Cell Research, Technological Development and The Acceleration Program for Intractable Diseases Research memanfaatkan sel iPS khusus penyakit, Research Pusat Jaringan Perwujudan Pengobatan Regeneratif".

Kepatuhan dengan standar etika

Konflik kepentinganKO adalah pendiri dan anggota tanpa gaji dewan penasihat ilmiah iPS Portal, Inc., dan pendiri dan kepala penasihat ilmiah RegeNephro Co., Ltd.Hak asasi manusia dan hewanSemua eksperimen dengan iPSC telah disetujui oleh komite etika institusional dan dilakukan sesuai dengan pedoman institusi dan Deklarasi Helsinki. Semua percobaan hewan disetujui oleh komite percobaan hewan institusional dan dilakukan sesuai dengan pedoman institusional.Penjelasan dan persetujuanInformed consent diperoleh dari semua individu yang iPSCs digunakan dalam penelitian.

Akses terbukaArtikel ini dilisensikan di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Lisensi Internasional, yang mengizinkan penggunaan, berbagi, adaptasi, distribusi, dan reproduksi dalam media atau format apa pun, selama Anda memberikan kredit yang sesuai kepada penulis aslinya dan sumbernya, berikan tautan ke lisensi Creative Commons, dan tunjukkan jika ada perubahan. Gambar atau materi pihak ketiga lainnya dalam artikel ini termasuk dalam lisensi Creative Commons artikel, kecuali dinyatakan lain dalam batas kredit untuk materi tersebut. Jika materi tidak termasuk dalam lisensi Creative Commons artikel dan penggunaan yang Anda maksudkan tidak diizinkan oleh peraturan perundang-undangan atau melebihi penggunaan yang diizinkan, Anda harus mendapatkan izin langsung dari pemegang hak cipta. Untuk melihat salinan lisensi ini.