与瀑样模型探索人类生物学和疾病
细胞培养技术和干细胞技术的进步使得瀑样的一代——三维聚合的细胞能够概括人体器官的结构和生理的不同寻常的细节。
188金宝搏备用最近采访了Soumita Das,加州大学圣地亚哥分校的副教授瀑样模型来了解她的团队正在开发和如何将这些模型被用于研究胃肠道炎症、cancer-microbiome互动、个性化医疗和更多。
劳拉·兰斯顿(LL):你能告诉我们更多关于瀑样模型开发了吗?使用这些的主要优势是什么?
Soumita Das (SD):我们已经分离出干细胞的组织切片(手术标本或胃肠道组织和肺组织活检样本),然后在WNT培养,R-Spondin,‘诺金’丰富的媒体。培养3 d瀑样然后生物,保留他们的元数据,患者的年龄、性别、疾病状态和药物的历史。
安娜·麦克唐纳(AM):有任何具体的创建和维护瀑样时克服困难?
SD:我们选择隔离和文化瀑样的方式取决于病人的历史,疾病和炎症的舞台的位置。每个瀑样线有异质性取决于其表型和基因型。炎症性肠病(IBD)患者和结直肠癌患者高炎症和低数量的干细胞需要更长的时间来在文化,有时难以生长。要克服这一点,每一行需要个人关注和不同的时间跨度长。我们不改变每一行的媒体组合。减少可变性,我们生成大量媒体和媒体试图使用相同的供应商的组件来减少批处理的效果。
我在你2021 sla表示强调的一些例子瀑样模型是如何被使用的,例如调查胃肠道炎症机制,cancer-microbiome交互,个性化医学,包括烟使用,你能详细说明这些应用程序和突出每个地区的一些你的工作吗?
SD:这里有一些关键的应用程序我们已经探索:
基于干细胞的方法来识别早期生物标志物在胃肠道炎症
主机吞没和细胞活性蛋白1 (ELMO1)促进肠道中细菌致病性IBD-associated的吞没并触发诱导单核细胞化学引诱物蛋白1 (MCP-1);这有助于炎症的单核细胞招聘网站。然后,细菌由巨噬细胞也吞没ELMO1依赖和触发器的释放tumor坏死因子(TNF) -α。轴,因此,这两个信号ELMO1 / MCP-1和ELMO1 / TNF-α,策划由同一吞没通路在两个不同的细胞,上皮细胞和巨噬细胞,对抗病原微生物。这项工作发表在2月,2020年。
干细胞方法了解微生物的影响基于炎症和癌症的发生和发展
已知感染和慢性炎症导致宿主组织和DNA损伤会导致致癌细胞转化,但在microbe-associated癌症DNA修复蛋白的作用仍然是未知的。以前使用的幽门螺杆菌作为一个癌症相关的微生物的来源和胃瀑样,我们已确定基本切除修复途径的影响在胃癌进展。使用结直肠癌(CRC)相关的微生物,如梭菌属nucleatum(Fn),在小鼠和人类enteroid-derived coculture单层膜(火花机),我们表明,在所有的关键DNA修复蛋白,NEIL2,一个氧化base-specific DNA糖基化酶,Fn感染后明显下调。Fn感染NEIL2-null mouse-derived火花机显示更高水平的DNA损伤,包括双链断裂和炎性细胞因子。几个CRC-associated微生物,但不是共生的细菌,诱导的DNA损伤积累,线切割机来源于小鼠CRC模型、Fn效果最为明显。使用一个organoid-based coculture我们测量细胞模型和微生物的DNA损伤和显示的DNA损伤积累在癌症的发展扮演关键角色。其中一些已经发表的工作生物化学杂志2020年和细胞2020年。
Patient-derived瀑样药物筛选和个性化医学的进步
Patient-derived瀑样层从健康和炎症性肠病受试者筛选96年渗透支持识别障碍保护药物,可以增加肠道屏障的完整性。单层膜是用于功能分析,包括测量trans-epithelial电阻(te)自动te系统,FITC-dextran的渗透率,上层清液的细胞因子ELISA,紧密连接蛋白的表达。
有害的影响组件和有益的营养物质在肠道屏障
semi-high-throughput偏振organoid-derived层将是有用的,可以添加水、微生物和免疫细胞在基底外侧。这个gut-in-a-dish模型可用于屏幕有害影响的组件和有益的营养,益生菌和益生元的屏障功能和控制炎症。这项工作发表在的一部分iScience2021年。
问:你认为瀑样让最大的影响?如何进一步改进和技术为其他应用程序开发的吗?
SD:瀑样的主要影响将在转化研究开发个性化的疾病模型。模型将是重要的下列事项:
- 鉴定生物标记物,可以用来开发预防方法阻止疾病的起始。
- 药物的筛选病人管理和分类sub-disease类型根据功效。这个试验将提高寿命,减少药物的成本。
- 再生药物,瀑样可以取代病变组织的一部分,例如,在手术后治疗溃疡和其他肠道疾病。
在这个领域,该技术需要进一步发展,主要是为了使添加在瀑样血管化。期待规划0期临床试验,我们需要添加所有相关细胞类型涉及真正模拟疾病现象。更具挑战性的部分将确定增长媒体和文化条件和所有细胞类型的比例,这样我们能够代表在活的有机体内生理条件。
Soumita Das是劳拉·伊丽莎白·兰斯顿,主编,和安娜·麦克唐纳科学作家技术网络。188金宝搏备用
