Wytwarzanie funkcjonalnych endodermalnych organoidów wątroby

Soheil Akbari; Nevin Ersoy; Alper Bagriyanik; Nur Arslan; Tamer Tevfik Önder; Esra Erdal

doi:10.3791/65027

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Wytwarzanie funkcjonalnych endodermalnych organoidów wątroby

1.6K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/65027

⸱

2 maja 2025

Soheil Akbari^*¹ , Nevin Ersoy^*¹^,²^,³ , Alper Bagriyanik¹^,²^,⁴ , Nur Arslan¹^,⁵ , Tamer Tevfik Önder⁶ , Esra Erdal¹^,⁷

¹Izmir Biomedicine and Genome Center, ²Department of Histology and Embryology, Health Science Institute, Dokuz Eylul University, ³Department of Histology and Embryology, Faculty of Medicine, Izmir Tinaztepe University, ⁴Department of Histology and Embryology, Faculty of Medicine, Dokuz Eylul University, ⁵Department of Pediatric Gastroenterology and Metabolism, Faculty of Medicine, Dokuz Eylul University, ⁶Department of Medical Biology, Faculty of Medicine, Koc University, ⁷Department of Medical Biology, Faculty of Medicine, Dokuz Eylul University

^* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

Protokół ten opisuje wytwarzanie szybkich i powtarzalnych endodermalnych organoidów wątrobowych (eHEPO). Dzięki temu protokołowi eHEPO mogą być produkowane w ciągu 2 tygodni i rozwijać się w dłuższej perspektywie (ponad 1 rok) bez utraty swojego zróżnicowania i funkcjonalności.

Streszczenie

Technologia organoidów pozwoliła nam wygenerować in vitro różnorodne mini struktury przypominające ludzkie narządy, takie jak wątroba, mózg i jelita. Niezwykłe postępy w modelach organoidowych otworzyły niedawno nową erę eksperymentalną dla różnych zastosowań w modelowaniu chorób, biologii rozwojowej i odkrywaniu leków. Dorosłe komórki macierzyste lub organoidy wątrobowe pochodzące z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) regulują wytwarzanie hepatocytów do wykorzystania w różnych zastosowaniach. W tym miejscu przedstawiamy solidny i powtarzalny protokół generowania organoidów wątrobowych z pluripotencjalnych komórek macierzystych. Protokół ten ma zastosowanie do komórek zdrowych i pochodzących od pacjentów. Aby uzyskać organoidy wątrobowe 3D pochodzące z endodermy (eHEPO), iPSC najpierw bezpośrednio różnicowano w komórki endodermalne, a następnie wykorzystano komórki EpCAM (EpCAM+) wzbogacone w FACS do ustanowienia organoidów wątrobowych przy użyciu pożywki ekspansyjnej. Zapewniamy szybką i wydajną metodę generowania organoidów wątrobowych w ciągu 2 tygodni. Wygenerowane organoidy naśladują podstawowe właściwości i funkcje hepatocytów, takie jak wydzielanie albuminy, magazynowanie glikogenu i aktywność enzymu cytochromu P450. Oprócz podobieństw ekspresji genów specyficznych dla wątroby, eHEPO zawierają spolaryzowane komórki nabłonkowe z kanalikami żółciowymi pomiędzy nimi. Ponadto eHEPO mogą być ekspandowane i szeregowe pasaże długoterminowe (1 rok) bez utraty zdolności do różnicowania się w dojrzałe hepatocyty. W ten sposób eHEPO stanowią alternatywne źródło do produkcji funkcjonalnych hepatocytów.

Wprowadzenie

Organoidy to zminiaturyzowane struktury podobne do narządów hodowane w trójwymiarowych warunkach hodowli, które naśladują mikrośrodowisko narządu i obejmują wewnętrzne czynniki niezbędne do samoorganizacji i samoodnowy w samym rozwoju narządów. Organoidy mogą pochodzić zarówno z pluripotencjalnych komórek macierzystych (PSC), jak i dorosłych komórek pochodzących z tkanek (komórek macierzystych lub progenitorowych)¹. Chociaż ich dokładna organizacja narządowa i funkcjonalne podobieństwo do konkretnego narządu sprawiają, że są one cennymi narzędziami do modelowania chorób, nadal wymagają dalszych ulepszeń w zakresie standaryzacji w hodowli. W szc....