研究人员重新创建肾上腺在培养皿中

坐在在肾脏、肾上腺扮演关键的角色保持一个健康的身体。响应信号从大脑,腺体分泌激素,支持关键功能,如血压、新陈代谢和生育能力。

患有肾上腺疾病,如原发性肾上腺机能不全,在腺不释放足够的激素,会疲劳,危险的低血压、昏迷甚至死亡,如果未经处理的。不存在治疗原发性肾上腺功能不全,终生的激素替代疗法用于治疗会带来明显的副作用。

更可取的替代方法是再生医学的方法,再生一个功能性肾上腺合成激素和适当地释放他们的能力与大脑的反馈。《华尔街日报》的一项新的研究细胞发育,研究人员从宾夕法尼亚大学兽医学院的培养皿中诱导干细胞分化、成熟和承担一些人类胎儿肾上腺的功能,使这一目标又近了一步。

“这是一个概念验证,我们可以创建一个系统在培养皿中生长函数几乎相同的人类肾上腺在开发的早期阶段,“说Kotaro佐佐木,资深作者和宾夕法尼亚大学兽医助理教授。”这样的一个平台可以用于更好地理解肾上腺机能不全甚至是药物筛选的基因识别这些障碍患者更好的治疗。”

佐佐木说,他的团队的目标是使用人类诱导多能干细胞(万能),它可以产生各种不同的细胞类型,模仿人类正常肾上腺的阶段发展。在这个过程中,细胞会直接肾上腺的特点。

开始,研究人员使用所谓的“瀑样文化”系统,在细胞生长的第一个浮动聚合三个星期,然后在膜一侧暴露在空气中,促进更好的生存和允许他们在三维空间中扩散。利用精心挑选生长介质,他们促使细胞则引起肾上腺开发过程中的一个中间组织类型,后中间中胚层(PIM)。

验证后他们培养PIM-like细胞,研究人员开始引导这些细胞过渡到下一个阶段,肾上腺皮质progenitor-like细胞,在细胞打开标记表明他们有“承诺”成为肾上腺细胞。

分子化验检查肾上腺标记,以及透射电子显微镜分析,告诉佐佐木和他的同事们,他们都是在正确的轨道上重建一个组织,就像早期的肾上腺。

“我们开发的过程是高效的,大约50%的细胞瀑样获得肾上腺皮质细胞的命运,“Mayama通宪为他讲述说,佐佐木的实验室的博士后,该研究的主要作者。“大量的粉红色的卵圆形细胞细胞质和细胞核相对较小,我们看到在我们的文化中是非常人类肾上腺细胞的特征。”

佐佐木、Mayama和其他研究团队进行一些测试来评估密切的功能的细胞培养与人类的肾上腺。他们发现实验室培养的细胞产生的类固醇激素,如脱氢表雄酮,就像“现实生活”等价。“体外,我们可以生产同样的体内产生的类固醇,“Mayama说。

他们还表明,细胞增长可以应对所谓的-肾上腺轴,一个反馈回路,控制通信从大脑到肾上腺和回来。“我们使用药物,抑制肾上腺脱氢表雄酮生产和显示我们iPSC-derived肾上腺细胞类似于这些药物反应,明显减少激素的生产,”佐佐木说。“这意味着你可以使用这个系统来筛选药物肾上腺激素的生产目标,这可能对患者过多的肾上腺激素生产或前列腺癌,利用肾上腺激素的增长。”

作为研究人员改进他们的系统,他们说,他们希望能够产生更多层次的组织类型,发生在一个成熟的成人肾上腺。

这样一个平台开放的机会更加了解之肾上腺。特别是,佐佐木指出,这可能是利用探针肾上腺的遗传基础不足以及其他疾病,如肾上腺癌。最终,该方法用于创建这个gland-in-a-dish可能一天努力重建一个功能brain-adrenal腺肾上腺障碍患者的反馈回路。

“这是(扫描)的一项研究中,”佐佐木说。“细胞疗法领域拥有这么多的承诺不仅治疗肾上腺不足但其他hormone-driven疾病:高血压、库欣综合征,多囊卵巢综合征,等等。”

参考:坂田Y,程K, Mayama M, et al .,类固醇生成人工肾上腺皮质的规范的结合使用诱导多能干细胞。Dev细胞。2022;57 (22):2566 - 2583. - e8。doi:10.1016 / j.devcel.2022.10.010

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