نقدم هنا، وضع بروتوكول لإنشاء نموذج ماوس تشيميريك كبد البشري من الكوليستيرول الأسرية باستخدام خلايا الكبد المشتقة من الخلايا الجذعية البشرية المستحثة pluripotent. وهذا نموذجا قيماً لاختبار علاجات جديدة الكوليستيرول.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
نقدم هنا، وضع بروتوكول لإنشاء نموذج ماوس تشيميريك كبد البشري من الكوليستيرول الأسرية باستخدام خلايا الكبد المشتقة من الخلايا الجذعية البشرية المستحثة pluripotent. وهذا نموذجا قيماً لاختبار علاجات جديدة الكوليستيرول.
معظمها بسبب طفرات مستقبلات (لدلر) low-density lipoprotein الكوليستيرول الأسرية (FH) ويؤدي إلى زيادة خطر الإصابة بأمراض القلب والشرايين بداية مبكرة بسبب الارتفاع الملحوظ الكولسترول الضار (LDL-C) في الدم. Statins السطر الأول من الأدوية الخافضة للدهون لعلاج FH وأنواع أخرى من الكوليستيرول، ولكن نهج جديدة آخذة في الظهور، في أجسام PCSK9 خاصة، والآن يجري اختبارها في التجارب السريرية. لاستكشاف النهج العلاجية رواية FH, أدوية جديدة أو تركيبات جديدة، نحن بحاجة إلى مناسبة في فيفو نماذج. ومع ذلك، الاختلافات في الملامح الأيض الدهون مقارنة بالبشر مشكلة رئيسية للنماذج الحيوانية المتاحة من FH. لمعالجة هذه المسألة، ونحن قد ولدت نموذجا ماوس تشيميريك كبد البشري باستخدام الخلايا الجذعية pluripotent FH التي يسببها (اللجنة التوجيهية)-اشتقاق خلايا الكبد (عبس). كنا الفئران لدلر-/-/Rag2-/-/Il2rg-/- (lrg صندوق) لتفادي الرفض المناعي لزرع الخلايا البشرية وتقييم تأثير لدلر-عبس ناقصة في لدلر فارغة الخلفية. يمكن إعادة زرع FH عبس ملء 5-10% الكبد الماوس lrg صندوق استناداً إلى تلطيخ الزلال البشري. وعلاوة على ذلك، إيهيبس انجرافتيد تستجيب للأدوية الخافضة للدهون ولخص الملاحظات الإكلينيكية لزيادة فعالية الأجسام المضادة PCSK9 مقارنة مع statins. وهكذا يمكن أن يكون نموذجنا تشيميريك الكبد البشري مفيدة للتجارب السريرية للعلاجات الجديدة إلى FH. استخدام البروتوكول نفسه، ومشابهة من الفئران تشيميريك الكبد البشري للمتغيرات الجينية FH الأخرى، أو الطفرات المقابلة لغيرها من أمراض الكبد الموروثة، قد يتم أيضا إنشاء.
مستقبلات low-density lipoprotein (لدلر) تلتقط الكولسترول الضار (LDL-C) في الدم تعدل توليف الكولسترول في الكبد. الطفرات في الجينات لدلر هي السبب الأكثر شيوعاً الكوليستيرول الأسرية (FH)1. Statins تقليديا في السطر الأول من الأدوية لعلاج FH وأنواع أخرى من الكوليستيرول (موروثة أو مكتسبة). Statins تمنع 3-هيدروكسي-3-ميثيلجلوتاريل-إنزيم ريدكتيز إلى انخفاض تخليق الكوليسترول في الكبد2. بالإضافة إلى ذلك، statins زيادة مستويات لدلر على السطح تتمثل لتعزيز البلازما إزالة LDL-C. تحذير رئيسية للمعاملة مع الستاتين غير أنها حمل في نفس الوقت التعبير عن كونفيرتاسي بروبروتين سوبتيليسين/هيكسين 9 (PCSK9)، إنزيم يربط لدلر النهوض تدهور3. هذا التأثير المسؤول عن الاستجابة غير كافية أو null حتى statins لوحظ في العديد من المرضى. دراسة هذه الآلية، بشكل غير متوقع، أدى إلى اكتشاف طريقة بديلة لعلاج الكوليستيرول. أضداد PCSK9 التي وافقت عليها إدارة الأغذية والعقاقير مؤخرا تستخدم حاليا في التجارب السريرية، وإظهار كفاءة أعلى والتسامح أفضل من statins4. نجاح PCSK9 الأجسام المضادة يعني أيضا أنه قد تكون هناك إمكانيات أخرى علاجية لتعديل مسار التدهور لدلر (إلى جانب PCSK9) في المرضى الذين يعانون من الكوليستيرول. وبالمثل، هناك اهتمام بتطوير مثبطات جديدة من PCSK9 خلاف الأجسام المضادة، على سبيل المثال، siRNA أوليجوس5.
لاختبار علاجات جديدة FH وعامة أخرى على أي نوع من الكوليستيرول، نماذج مناسبة في فيفو ضرورية. مشكلة رئيسية من الحالي في فيفو نماذج، ومعظمهم من الفئران6 والأرانب7، هي تلك الاختلافات الفسيولوجية مع البشر. من الأهمية بمكان هذه المشاكل تشمل ملف تعريف الأيض الدهون مختلفة. الجيل من الحيوانات تشيميريك الكبد البشري8 قد تساعد في التغلب على هذا التحذير. الماوس تشيميريك الكبد البشري نوع من "أنسنة" الماوس مع الكبد في إعادة ملء مع خلايا الكبد البشري، على سبيل المثال، خلايا الكبد البشري الأساسي (pHH)9. مشكلة مع pHH أنه لا يمكن توسيع فيفو السابقين، بسرعة تفقد وظيفتها على العزلة، ومصدر محدود. بديل ل pHH هو استخدام الخلايا الجذعية المستحثة pluripotent (اللجنة التوجيهية)-اشتقاق خلايا الكبد (إيهيبس)10. جدير بالذكر أن إيبسكس الخاصة بالمريض ويمكن زراعتها إلى أجل غير مسمى، حيث يمكن أن تنتج عبس على الطلب، وميزة كبيرة على مدى pHH الطازجة. وعلاوة على ذلك، إيبسكس يمكن أيضا أن تكون بسهولة وراثيا مع nucleases مصمم لتصحيح أو استحداث الطفرات في اسوي خلفية للسماح بإجراء مقارنات أكثر إخﻻصا11.
الماوس تشيميريك الكبد البشري مع pHH انجرافتيد إظهار أوجه الشبه للبشر في التشكيلات الجانبية الأيضية للكبد، واستجابات المخدرات، والقابلية ل الإصابة بفيروس التهاب الكبد12. وهذا يجعلها نموذجا جيدا لدراسة الدهون في الجسم الحي. تستند النماذج الأكثر استخداماً الماوس الماوس فاه-/-/Rag2-/-/Il2rg-/- (FRG)13 والتحالف التقدمي المتحد الماوس المعدلة وراثيا8، التي تصل إلى 95 في المائة الماوس في الكبد يمكن الاستعاضة عن pHH. من المثير للاهتمام، وصف تقرير حديث لبشرية FH كبد تشيميريك ماوس (استناداً إلى الماوس الغواتيمالية) مع pHH من مريض تحمل تحور لدلر متماثل14. في هذا النموذج، خلايا الكبد البشري repopulated قد لا لدلر الوظيفية، ولكن خلايا الكبد الماوس المتبقية، مما يقلل من فائدة للأداء في فيفو اختبار العقاقير الاعتماد على المسار لدلر.
هنا، نحن تقرير بروتوكول مفصل استناداً إلى الأعمال المنشورة مؤخرا لدينا15 انجرافتينج عبس FH في الكبد الماوس لدلر-/-/Rag2-/-/Il2rg-/- (lrg صندوق). هذا الفأر تشيميريك الكبد البشري مفيد للنمذجة FH وإجراء اختبار المخدرات المجراة في.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
كافة الأساليب الموصوفة هنا التي تنطوي على استخدام الحيوانات أقرتها اللجنة المعنية "استخدام الحيوانات تعيش" في التدريس والبحوث (كولتر) من جامعة هونغ كونغ.
1-الماوس إعداد واختبار المظهرية
2-إيب التمايز والانفصال
لدلر كو متخالف (+/-) أو متماثل إيبسكس البشرية كو (-/-)، أو FH-إيبسكس المريض مع الطفرات متخالف في لدلر (FH إيبسكس) تستخدم لإنتاج عبس. جيل لدلر +/-أو-/-إيبسكس، وهو وصف إيبسكس FH في أعمالنا السابقة من التقرير15.
3-إينتراسبلينيك حقن عبس
4-اختبار مستوى LDL-C البلازما
5. في فيفو "اختبار المخدرات" في "الفئران تشيميريك انجرافتيد" مع لدلر +/-وعبس FH
6. اختبار وظيفة بطانية
يتأثر في أوائل FH الدالة بطانية ويمكن اختبارها في نموذجنا الماوس كمؤشر لشدة المرض أو لتقييم التحسن مع العلاجات المختلفة. ستيريوميكروكوبي، ملقط تشريح، مقص، ميوجراف الأسلاك، واقتناء الأجهزة (انظر الجدول للمواد)، وهناك حاجة إلى جهاز كمبيوتر هذا.
7-دليل على إيهيب إعادة تعمير في "الكبد الماوس"
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إيبسكس "تمايز الإنسان" الموجهة إلى عبس
عند التوصل إلى التقاء 70%، ميزت إيبسكس البشرية إلى عبس مع بروتوكول 3-الخطوة16 (الشكل 1 اللوحة العلوية). بعد 3 أيام تمايز الأنسجة، تصبح خففت المستعمرات اللجنة التوجيهية وامتدت إلى التقاء كامل (الشكل 1 لوحة أقل). ثم، مع 2nd المرحلة المتوسطة، هيباتوبلاستس تظهر وتنتشر. هذه الخلايا مزدحمة ولكن إظهار حواف واضحة في هذه المرحلة (يوم 7، لوحة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد أكدت دراسات السابقة باستخدام إيهيبس في القوارض فوسيلة فعالة لدراسة أمراض الكبد الموروثة17. لزيادة التوسع في استخدام هذه التكنولوجيا، ونظرا للنماذج الحيوانية FH الحالية دون المستوى الأمثل، ونحن انجرافتيد إيهيبس FH في الفئران lrg صندوق، وأظهرت أن انجرافتيد لدلر +/--أو متخالف لدلر-تحور FH إيهيبس يمكن أن تقلل من مستوى البلازما LDL-C الفئران وتستجيب لخفض المحتوى الدهني الأدوية في الجسم الحي.
هناك ثلاث خطوات حاسمة في لدينا بروتوكول لتوليد الفئرا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
حاء-F.T. هو المنسق الوطني ومحقق لدراسة "نتائج أوديسي" في رعايته سانوفي والمستحضرات الصيدلانية ريجينيرون.
وقد أيد هذا العمل شنتشن للعلوم و "التكنولوجيا مجلس البحوث البرنامج الأساسي" (JCYJ20150331142757383)، برنامج البحوث ذات الأولوية الاستراتيجية للأكاديمية الصينية للعلوم (XDA16030502)، "هونغ كونغ البحث منحة المجلس الموضوع على أساس البحث" مخطط (T12-705/11)، برنامج تعاون مجلس منح الأبحاث لمنطقة هونغ كونغ الإدارية الخاصة ومؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية مشروع فريق البحث (N-HKU730/12 و 81261160506)، الصين للعلوم الطبيعية في قوانغدونغ مؤسسة (2014A030312001)، والعلم قوانغتشو وبرنامج التكنولوجيا (201607010086)، ومقاطعة قوانغدونغ العلم والتكنولوجيا برنامج (2016B030229007 و 2017B050506007).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| < قوي > المواد < / قوي > | |||
| 40 ومايكرو ؛ مصفاة الخلية m | BD | B4-VW-352340 | |
| 6 آبار | لوحة ثيرموفيشر | 140675 | مصفوفة خارج الخلية مغلفة |
| أكوتاز | ميليبور | SCR005 | |
| أستيل كولين | سيجما ألدريتش | A6625 | تذوب في الماء |
| محلول استرجاع المستضد | IHC World | IW-1100-1L | |
| كلوريد الكالسيوم | سيجما Aldrich | C8106 | CaCl 2< / sub> |
| إنزيم تفكك الخلية | Thermofisher | 12604-013 | TrypLE |
| D-glucose | Sigma Aldrich | D8270 | |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد | Sigma Aldrich | D5879 | DMSO |
| DMEM | Thermofisher | 10829 | Knockout DMEM |
| DNase I | Roche | 11284932001 | |
| EDTA | USB | 15694 | 0.5 م ، PH = 8.0 |
| مصفوفة خارج الخلية (لتعليق الخلية) | مصفوفة Corning | 354234 | Matrigel |
| خارج الخلية (لتمايز iHep) | Corning | 354230 | Matrigel |
| خلايا الكبد القاعدية | المتوسطة Lonza | CC-3199 | |
| وسط ثقافة الخلايا الكبدية | Lonza | CC-3198 | |
| نظام غذائي عالي الدهون وعالي الكوليسترول | في مجال غذائي بحثي | D12079B | |
| أكتيفين بشري | Peprotech | 120-14E | |
| عامل نمو خلايا الكبد البشرية | Peprotech | 100-39 | |
| متوسط صيانة iPSC البشري | تقنيات STEMCELL | 5850 | mTeSR1 |
| إنسان oncostatin M | Peprotech | 300-10 | |
| كيتامين 10٪ | Alfasan | N / A | |
| L-glutamine | Thermofisher | 35050 | |
| LDL-C مجموعة | الكشف WAKO | 993-00404 و 993-00504 | |
| المغنيسيوم ؛ كلوريد | VWR | P25108 | MgCl2< / sub> |
| Meloxicam | Boehringer Ingelheim | NADA 141-213 | |
| فوسفات أحادي البوتاسيوم | USB | S20227 | KH2< / sub>PO4 |
| الأحماض الأمينية غير الأساسية | Thermofisher | 11140 | |
| PBS | GE | SH30256.02 | خالي |
| من الكالسيوم والمغنيسيومالأجسام المضادة PCSK9 | Sanofi و Regeneron Pharmaceuticals | SAR236553 / REGN727 | شركة Alirocumab |
| Phenobarbital | Alfamedic | 013003 | |
| فينيليفرين | RBI | P-133 | تذوب في الماء |
| كلوريد البوتاسيوم | Sigma Aldrich | P9333 | KCl |
| Povidone-iodine | Mundipharma | Betadine | |
| الماوس المؤتلف Wnt3a | R & D Systems | 1324-WN-500 / CF | |
| ROCK مثبط Y27632 | Sigma Aldrich | Y0503-5MG | |
| RPMI 1640 | Thermofisher | 21875 | |
| استبدال المصل | Thermofisher | 10828 | |
| طبق بتري مطلي بالسيليكون | Dow Corning | Sylgard 184 مجموعة | |
| Simvastatin | Merck Sharp & amp دوم | زوكور | |
| بيكربونات الصوديوم | سيجما ألدريتش | S6297 | NaHCO3< / فرعي > |
| كلوريد الصوديوم | سيجما ألدريتش | S7653 | كلوريد الصوديوم |
| تريبان محلول أزرق 0.4٪ | ثيرموفيشر | 15250061 | |
| U-46619 | كايمان | 16450 | يذوب في DMSO |
| زيلازين 2٪ | الفاسان | N / A | |
| <قوي> بيتا. < / قوي > ميركابتو إيثانول | ثيرموفيشر | 31350 | |
| الاسم < / strong > | Company < / strong | > Catalog Number < / strong > | التعليقات < / strong > |
| antibodies < / strong > | |||
| AAT DAKO | A0012 | 1:400 | |
| ALB | Bethyl مختبرات | A80-129 | 1:200 |
| ASGPR | سانتا كروز | SC-28977 | 1:100 |
| HNF4A | سانتا كروز | SC-6557 | 1:35 |
| NANOG | Stemgent | 09-0020 | 1:200 |
| أكتوبر 4 | Stemgent | 09-0023 | 1:200 |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Mice | |||
| Il2rg-/- | Jacson lab | 003174 | |
| Ldlr-/- | Jacson lab | 002077 | |
| Rag2-/- | مختبر جاكسون | 008449 | |
| <قوي>الاسم | <قوي>الشركة | الكتالوج الرقم | تعليقات |
| Equipments | |||
| Automated cell counter | Invitrogen | Countess | |
| Gamma irradiator | MDS Nordion | Gammacell 3000 Elan II | |
| حقنة الأنسولين | BD | 324911 | |
| Powerlab | ADالتجهيزات | نموذج 8/30 | |
| نظام المسح | Leica الحيوية | Aperio scanنظام | |
| انزلاق Microtome | Leica الأنظمة الحيوية | RM2125RT | |
| Stereomicrocope | نيكون | SMZ800 | |
| نظام معالجة الأنسجة أنظمة | Leica الحيوية | ASP200S | |
| سلك ميول | DMT | 610M | |
| <قوي>الاسم | <قوي>الشركة | الكتالوج رقم | تعليقات |
| Softwares | |||
| Digital عرض الشرائح برنامج | Leica | Aperio ImageScope الإصدار 12.3.2 | |
| صورة J | المعاهد الوطنية للصحة | الإصدار 1.51e | |
| برنامج معالجة الصور | Adobe | Photoshop CC إصدار 2015 | |
| التصوير المجهر | Carl Zeiss | AxioVision LE الإصدار 4.7 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن