Cilia-Free干细胞研究罕见疾病提供新的路径

一组罕见疾病称为ciliopathies -多囊肾疾病显著其中出现纤毛的缺陷。这些微小的几乎每一个细胞表面细微的结构类型。特定的分子水平上中断纤毛,引发这些疾病知之甚少。

在一种新颖的实验中,科学家们“淘汰”,或删除,人口的纤毛正常人类的多能干细胞。随后,人体组织和mini-organ结构(瀑样)来自这些cilia-free干细胞表现ciliopathy-like症状。

《华尔街日报》自然生物医学工程发表的研究结果4月27日。

“我们正在试图理解纤毛做什么,所以我们从这些细胞,去除他们”说本杰明·弗里德曼在威斯康辛大学医学实验室的领导工作。“我们想看看细胞重建ciliopathy没有纤毛的症状。果然,当我们把细胞进入组织和瀑样(组织如结构),他们重新多囊肾疾病和大脑发育的问题。”

cilia-knockout干细胞”代表了一个强大的新工具为理解这组疾病,可用于指导治疗的发展,”弗里德曼说,医学副教授,肾脏病学会分工在西雅图的华盛顿大学医学院的。

他形容纤毛细胞间重要的蛋白质聚集在一起,好像在一个变焦会议,做出决策,指导细胞的发展。没有会议室,这些蛋白质不能相互交谈和细胞的发育决定都不是。

至少有15 ciliopathies,每一个罕见的人口患病率和每个国家都有自己的星座部分重叠的症状。Ciliopathies频繁出席出生;一个例外是多囊肾疾病(PKD),影响约500人,导致临床问题主要是在以后的生活中。

因为ciliopathies影响许多器官,多能干细胞,它可以变成人体任何组织,可以提供一个“一站式商店”来研究这些疾病。

从人类多能干细胞在去除纤毛,弗里德曼和他的同事试图理解在他们随后会发生什么转换成组织和瀑样。事实上,cilia-free干细胞出现正常但无法完全实现新形式。

“这是令人惊讶的我,在某种程度上他们变成组织后,他们似乎被打破,”弗里德曼说。“他们努力转变成复杂的东西。我认为一个教训是,纤毛帮助细胞通过他们的最后阶段的发展”。

这是首次报道2000年PKD可能源于纤毛缺陷,但损害的机制导致囊肿形成逃走了科学家。通过创建cilia-free干细胞港疾病,弗里德曼说,研究人员现在有了一个框架来测试和比较分子在纤毛的行为。

“通过比较细胞完全缺乏纤毛细胞具有纤毛但缺乏PKD基因,以及正常细胞,我们有各种细胞类型,应该使我们能够推断出分子之间发生了什么。近30年来我们已知的基因参与PKD-even之前我们知道纤毛被牵连。希望有这些不同的细胞类型将使我们能够找出特定破坏这些遗传分子导致创建PKD。”

参考:克鲁兹NM, Reddy R, McFaline-Figueroa杰,Tran C, H,弗里德曼BS。造型ciliopathy人类组织来源于多能干细胞表型与基因切除纤毛。Nat生物医学中。2022;6 (4):463 - 475。doi:10.1038 / s41551 - 022 - 00880 - 8

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