Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Создание органоидов сетчатки, полученных из ИПСК у пациента, для моделирования пигментного ретинита

2.4K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/64045

⸱

16 июня 2022 г.

 ,  , 

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

В этом протоколе у пациентов с пигментным ретинитом были созданы 3D-органоиды сетчатки, полученные из плюрипотентных стволовых клеток (iPSC). Эти органоиды успешно повторили некоторые клинические фенотипы пигментного ретинита.

Аннотация

Пигментный ретинит (РП) является редким наследственным дегенеративным заболеванием сетчатки с распространенностью около 1/4000 человек во всем мире. У большинства пациентов с РП наблюдается прогрессирующая дегенерация фоторецепторов, приводящая к потере периферического зрения, ночной слепоте и, наконец, полной слепоте. На сегодняшний день сообщалось о тысячах мутаций в более чем 90 генах, связанных с РП. В настоящее время существует несколько животных моделей для всех пораженных генов и различных типов мутаций, что в значительной степени затрудняет расшифровку механизмов, лежащих в основе патологии генов/мутаций, и ограничивает лечение и разработку лекарств. Индуцированные пациентами 3D-органоиды сетчатки (РО), полученные из плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), обеспечили лучшую систему для моделирования раннего начала заболевания человека, чем клетки и животные. Для изучения РП эти полученные от пациента 3D-органоиды сетчатки были использованы для повторения клинических фенотипов РП. В РО РП, полученных от пациентов, отчетливо проявлялась неправильная локализация родопсина. По сравнению с другими животными моделями, модели органоидов сетчатки пациента, полученные из iPSC, более точно повторяют особенности RP и представляют собой идеальный подход к исследованию патогенеза заболевания и разработке лекарств.

Введение

Заболевания сетчатки человека, такие как пигментный ретинит и возрастная макулярная дегенерация, плохо изучены из-за отсутствия соответствующих экспериментальных моделей 1,2. Хотя сетчатка мыши очень похожа на сетчатку человека и является мощным инструментом для изучения этиологии дегенерации сетчатки, существуют огромные видовые различия между мышамии людьми. Например, ядерная архитектура фоторецепторных клеток у мышей и человека отличается, а сетчатка мышей не обладает макулой 5,6

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Протокол соответствует рекомендациям комитета по этике исследований человека Столичного медицинского университета.

1. Культивирование клеток и генерация ИПСК

  1. Выберите пациентов RPGR для участия в этом исследовании. Здесь были использованы три пациента, один семейный носитель и три здоровых человека из контрольной группы. Пациент 1 обладал мутацией c.1685_1686delAT в экзоне 14 гена RPGR, пациент 2 имел мутацию c.2234_2235delGA в экзоне 15 гена RPGR, а пациент 3 имел c.2403_2404delAG мутации в экзоне 15 гена RPGR. Выберите трех здоровых добровольцев в качестве контрольной

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

На схематической иллюстрации описаны процедуры дифференцировки для получения здоровых и больных органоидов сетчатки, полученных из ИПСК (Рисунок 1). От iPSC до RO вариации могут быть получены в зависимости от нескольких факторов. Статус iPSC является определяющим этапом генерации RO. Кроме того, настоятельно рекомендуется, чтобы исследователи записывали каждый шаг, каталог и номер партии всех носителей, чтобы можно было отследить весь эксперимент. На рисунке 2А .......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Органоиды сетчатки представляют собой трехмерные слоистые структуры, полученные из ИПСК или эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), и представляют собой очень многообещающую модель для имитации пространственных и временных закономерностей развития сетчатки человека31,32. АФ состоят из различных типов клеток сетчатки, включая фоторецепторы, биполярные клетки, ганглиозные клетки, амакриновые клетки, горизонтальные клетки и глию Мюлле.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Все авторы не раскрывают конфликт интересов.

Благодарности

Мы благодарим М.С. Янь-пина Ли и Чжо-линь Лю за их техническую поддержку и полезные комментарии относительно рукописи. Эта работа была частично поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (82171470, 31871497, 81970838, Z20J00122), Пекинским муниципальным фондом естественных наук (Z200014, 82125007) и Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая (2017YFA0105300).

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
96 конических скважин с V-образным забоемSumitomo BakeliteMS-9096VZ
A-83– 01Исследования и D Systems2939/10
Адгезионный микроскоп слайдыCITOtest188105
AgaroseGene Tech111760
Amaxa Nucleofector 2b DeviceLonzaAAB-1001Трансфекционная система
B-27Thermo Fisher Scientific17504044
bFGFR& D Systems3718-FB
BlebbistatinNuwacell BiotechnologiesRP01008
Пробирка для забора кровиBD Vacutainer EDTA366643
CHIR99021TOCRIS4423/10
Предметные стекла обложкиCITOGLAS10212440C
cTarget hPSC MediumNuwacell BiotechnologiesRP01020
DAPIInvitrogenD-1306
DMEM/Ham' s F12Gibco10565-042
Ослик против мышей 488ИнвитрогенA-21202
Осел против кролика 594ИнвитрогенA-21207
ЭДТАNuwacell БиотехнологииRP01007
СредоточиеFluorSaveTM Реагент345789
EX-CYTE Среда для усиления ростаSigma811292Среда для стимуляции роста
Фетальная бычья сывороткаGibco04-002-1A
FicollSigma-Aldrich26873-85-8Градиентная среда
плотности FLT3LPeprotech300-19
GlutaMAXLife Technologies35050-061L-глутаминовая добавка
HA-100STEMCELL Technologies72482
Ветчина s F12Gibco11765-054
hLIFThermo Fisher ScientificAF-250-NA
ГомогенизаторEDEN labD-130
IL-3Peprotech213-13
IL-6Peprotech200-06
Iscove' s Модифицированный Dulbecco MediumGibco12440053
KnockOut Замена сыворотки - многовидоваясреда для замены сывороткиGibcoA3181502
/M-опсинMilliporeab5405
МонотиоглицеринSigmaM6145
N-2 добавкаThermo Fisher Scientific17502048
Nanodrop СпектрофотометрThermo Fisher ScientificND2000Спектрофотометр
ncEpic 125x ДополнениеNuwacell BiotechnologiesRP01001-02125x Дополнение
ncEpic Basal MediumNuwacellBiotechnologies RP01001-01Базальная среда hpsc
ncLaminin511 человеческий рекомбинантный белокNuwacell Biotechnologies
PD0325901STEMCELL Technologies72182
Пенициллин-стрептомицинGibco15140-122
Рекомбинантный человеческий BMP4R& D Systems314-BP
Ретиноевая кислотаSigmaR2625
РодопсинSigmaO4886
RNeasy Mini KitQiagen74104
RNeasy Mini KitQiagen74104
sIL6-RThermo Fisher ScientificRP-75602
StemSpan SFEM mediumSTEMCELL Technologies09600
Taurine SigmaT8691
РеагентТризол Инвитроген15596026
ВитронектинNuwacell BiotechnologiesRP01002
нож V-Lance AlconSurgical 8065912001
L RP01025

Ссылки

  1. Jin, Z. B., et al. Stemming retinal regeneration with pluripotent stem cells. Progress in Retinal and Eye Research. 69, 38-56 (2019).
  2. Lin, Q., et al. Generation of nonhuman primat....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Индуцированные плюрипотентные стволовые клеткидегенерация фоторецептороворганоидыполученные от пациентамислокализация родопсинадегенерация сетчаткимоделирование заболеванийразработка лекарственных препаратовгенная мутация

Эта статья была опубликована

Видео скоро будет доступно