Cistanche Untuk Penyelidikan Buah Pinggang Pengantara Imun: Cabaran Dan Peluang
Mar 15, 2023
AbstrakPenyakit buah pinggang akut dan kronik adalah punca utama morbiditi dan kematian dalam populasi global.Banyak penyakit buah pinggang dianggap sebagai pengantara imun, dan disregulasi imun memainkan peranan penting dalam patogenesis.Pada masa ini, terapi yang disasarkan untuk banyak penyakit buah pinggang masih kurang kerana mekanisme asasnya masih belum difahami sepenuhnya.Dengan perkembangan cistanche, peluang baru muncul untuk mengkaji interaksi antara sel buah pinggang dan sel imun dalam patogenesis penyakit buah pinggang.Sehingga kini, sistem organoid buah pinggang, mencerminkan struktur dan lebih dekat dengan aspek utama organ, telah ditubuhkan.Di sini, kami menyerlahkan kemajuan terkini dalam model organoid buah pinggang, termasuk organoid buah pinggang yang berasal dari sel stem pluripoten dan tubul berasaskan sel epitelium primer.Artikel ini membincangkan aplikasi semasacistanchedan kemajuan lanjut diperlukan untuk menyiasat peranan sistem imun dalam pembangunan tisu buah pinggang, penjanaan semula, dan maklumat untuk mengenal pasti sasaran untuk pembangunan terapeutik baru untuk penyakit buah pinggang pengantara imun.
Kata kunciCistanche · Buah pinggangorganoid · Tubuloid · Sel imun · Penyakit buah pinggang pengantara imun · Sel imun–sel epiteliuminteraksi
pengenalanPenyakit buah pinggang menjejaskan kira-kira 10 peratus daripada populasi global.Dalam banyak penyakit yang menjejaskan buah pinggang, tindak balas imun yang terjejas dianggap memainkan peranan penting.Ini tidak menghairankan memandangkan fungsi penapisan buah pinggang dan permukaan epitelium yang berkaitan memudahkan interaksi antara imsel mune dan sel epitelium buah pinggang. Walaupun penyelidikan meluas dan penemuan penting dalam bidang ini, beberapa mekanisme asas penyakit buah pinggang pengantara imun masih belum difahami sepenuhnya. Sehingga baru-baru ini, penyelidikan ke atas penyakit buah pinggang terpaksa bergantung terutamanya pada garisan sel yang diubah atau model haiwan, yang tidak selalu mencerminkan ekspresi gen manusia atau latar belakang genetik dalam badan dengan tepat. Dengan kemajuan terkini dalam pembangunan organoid, teknik baharu untuk mensimulasikan tisu manusia secara in vitro telah tersedia. Oleh kerana organoid usus adalah salah satu model pertama yang dibangunkan, kemajuan teknologi terawal dalam mengkaji epitelium sel imun telah diterokai menggunakan organoid usus. Sebagai contoh, kajian perintis ini telah mengenal pasti mekanisme fungsi kesan sel T tumor-reaktif berdasarkan kokultur limfosit organik dan pengawalseliaan pengantaraan sel T bagi perkembangan dan maklumat usus manusia. Sehingga kini, terdapat beberapa sistem organoid buah pinggang yang kompleks yang membungkus tisu buah pinggang manusia secara in vitro dan menyediakan peluang baharu untuk mengkaji sel-epitelial imun secara bersilang dalam buah pinggang. Penjanaan model organoid multiselular ini disokong oleh pemahaman yang semakin meningkat tentang nefrogenesis dan penjanaan semula tisu buah pinggang. Banyak perkembangan baru dan penambahbaikan dalam model organoid terus dilaporkan. Dari perspektif ini, kami membincangkan laluan yang berpotensi untuk penggunaan organoid dan tubul buah pinggang yang berasal dari sel stem pluripoten yang disebabkan dalam kajian penyakit buah pinggang yang dimediasi imun, dan memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang peranan sistem imun dalam pembangunan tisu buah pinggang, penjanaan semula. , dan maklumat. Kami selanjutnya membincangkan cabaran menggunakan organoid untuk mensimulasikan penyakit buah pinggang pengantara imun dengan tepat, dan bagaimanaCistanchemerawat penyakit buah pinggang dalam konteks ini masih memerlukan kemajuan teknologi yang berkembang.
Gambar: Faw Cistanche
Organoid: perkembangan in vitromodel tisuPerkembangan Model Tisu secara in vitro Sejak 10 tahun yang lalu, organoid, struktur tiga dimensi yang dihasilkan oleh sel stem yang menyusun sendiri dan membezakan kepada jenis sel khusus organ, telah menjadi model in vitro yang inovatif untuk mengkaji prinsip asas biologi manusia. . Di samping itu, organoid menyediakan peluang yang tiada tandingan untuk menyiasat pelbagai jenis patologi dan model penyakit pesakit individu. Organoid boleh digunakan sebagai alat diagnostik atau untuk menguji rejimen rawatan individu untuk menyesuaikan rawatan dengan genotip dan fenotip pesakit. Eiraku dan Sasai mula-mula menerangkan kaedah kultur untuk multisel, tisu kortikal tiga dimensi yang dibezakan yang dihasilkan daripada sel stem embrionik. Pada tahun 2009, Sato dan rakan sekerja membangunkan sistem organ menggunakan sel epitelium utama yang diasingkan daripada usus tikus dan mewujudkan keadaan kultur yang meniru persekitaran fisiologi penjanaan semula tisu usus. Kaedah mereka menggalakkan pembiakan in vitro reseptor bergandingan G-protein yang kaya dengan leucine 5-positif sel stem dewasa dan membuka jalan kepada penjanaan organoid terbitan ASC. Pada masa ini, organoid boleh diperoleh daripada sel stem embrio, sel stem pluripoten teraruh, atau ASC khusus organ. Pembangunan sel stem pluripoten teraruh adalah satu kejayaan teknologi penting yang menyediakan alternatif untuk menggunakan sel stem embrionik yang berasal dari blastokista. Sel stem pluripoten teraruh dijana dengan memprogram semula sel somatik primer, seperti fibroblas, sel mononuklear darah periferi atau sel air kencing, ke dalam sel seperti sel stem embrio. Selepas transformasi, sel ips kemudiannya boleh membezakan kepada sel prekursor daripada ketiga-tiga lapisan kulit. Sepanjang dekad yang lalu, teknik ini telah digunakan untuk membangunkan model organoid bagi banyak tisu, termasuk, tetapi tidak terhad kepada, otak, hati, usus dan buah pinggang.
Gambar: Ekstrak Cistaches
Organoid yang berasal dari Asc, sebaliknya, dihasilkan oleh sel-sel khusus tisu terpencil. ASC ditanam tanpa pengaturcaraan semula dan sel-sel didorong untuk membentuk organoid dengan penambahan pengaktif wnt yang seimbang dengan teliti dan faktor pertumbuhan khusus tisu. Pada masa ini, organoid yang berasal dari ASC wujud dalam usus, hati, paru-paru, dan beberapa organ lain. Baru-baru ini, penyelidik telah membangunkan kaedah yang sama untuk menjana organ epitelioid tiub renal primer, yang dikenali sebagai organ tiub. Sementara itu, fungsi pembiakan sel buah pinggang meningkat dan apoptosis menurunCistancheekstrak tikus.
Pic: Faedah Cistanches
Penggunaan model organoid di luar sel stembiologiDalam penerbitan baru-baru ini, organoid buah pinggang dan tubul renal telah digunakan terutamanya untuk menilai penyakit perkembangan dan genetik. Walaupun sel imun telah dikesan dalam hampir semua tisu manusia, termasuk buah pinggang, model organoid in vitro asas tidak mempunyai sel imun. Untuk memajukan model organoid, protokol untuk kultur bersama organoid dan sel imun telah dibangunkan. Protokol ini menyediakan platform baharu untuk crosstalk sel epitelium dan imun yang kompleks. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kebaharuan relatif organoid buah pinggang dan tubul renal, kultur dengan sel imun belum ditubuhkan. Namun begitu, kemajuan terkini dalam bidang lain, menggunakan organoid dan kultur bersama sel imun boleh membantu membangunkan protokol baharu. Baru-baru ini, kajian telah menunjukkan bahawa sel T CD8 ditambah T yang responsif tumor boleh diperluaskan dan tindak balas antitumornya dinilai apabila dikultur bersama dengan organoid tumor, memberikan bukti konsep untuk pembangunan terapi berasaskan sel T khusus pesakit. Begitu juga, kultur bersama sel T organoid tumor boleh digunakan untuk menilai keberkesanan ubat individu dengan kehadiran sel imun untuk menyesuaikan rawatan kepada pesakit individu, seperti pada kanak-kanak yang menghidap kanser buah pinggang. Untuk tujuan ini, bank tumor buah pinggang kanak-kanak telah ditubuhkan. Pandemik ini menyerlahkan nilai organoid buah pinggang dalam bidang penyelidikan penyakit berjangkit, kerana organoid buah pinggang yang mengekspresikan ACE2 digunakan sebagai model in vitro untuk jangkitan SARS-CoV-2. Penambahan ACE2 larut rekombinan manusia mengurangkan jangkitan virus dalam organoid buah pinggang dan menyekat peringkat awal jangkitan, menunjukkan kepentingan ACE2 untuk jangkitan SARS-CoV-2. Di samping itu, virus BK, ahli keluarga polyomavirus, menjangkiti sel tubulus, yang membawa kepada kemasukan virus basofilik nukleonuklear, seperti dalam nefropati BK. Kajian-kajian ini bersama-sama menggambarkan aplikasi model organoid buah pinggang dalam kajian penyakit berjangkit. Untuk membangunkan model untuk mengkaji penyakit buah pinggang pengantara imun, pemahaman yang lebih mendalam tentang sel imun dan laluan keradangan dalam sel parenkim buah pinggang diperlukan. Menurut analisis data, cistanche mempunyai kesan anti-radang, juga boleh melegakan saluran darah, menurunkan tekanan darah, supaya pesakit boleh merawat disfungsi erektil.
KesimpulanInteraksi kompleks Cistanche antara sel epitelium dan sel sistem imun memainkan peranan penting dalam patologi pengantara imun. Produk berkaitan cistanche yang dibangunkan baru-baru ini mempunyai potensi untuk penyelidikan masa depan terhadap penyakit buah pinggang pengantara imun. Terutama, strategi rawatan baru kini sedang diuji. Pembangunan lanjut produk dan penyelidikan cistanche diperlukan untuk memajukan perlindungan tisu buah pinggang. Cistanche deserticola mendedahkan peranan sel imun dalam pembezaan sel buah pinggang dan peraturan penyakit buah pinggang. Dengan perkembangan Cistanche baru-baru ini, satu perspektif baharu pemodelan penyakit buah pinggang pengantara imun telah muncul. Realisasi sistem organoid autologus yang mengandungi buah pinggang dan sel imun daripada penderma yang sama akan menyediakan model unik yang membuka jalan baharu untuk mendedahkan asas interaksi antara sel imun dan sel epitelium buah pinggang dalam kesihatan dan penyakit. Ringkasnya, kajian berkaitan cistanche menyediakan platform baharu untuk kajian perkembangan buah pinggang pengantara imun, penjanaan semula tisu dan panduan maklumat.
Rujukan
1.Allam R, Scherbaum CR, Darisipudi MN et al (2012) Histon daripada sel renal yang mati memburukkan lagi kecederaan buah pinggang melalui TLR2 dan TLR4. J Am Soc Nephrol 23:1375–1388. https://doi.org/10.1681/ASN. 2011111077
2.Almaani S, Meara A, Rovin BH (2017) Kemas Kini Mengenai Lupus Nefritis. Clin J Am Soc Nephrol 12:825 LP – 835. https://doi.org/10.2215/ CJN.05780616
3.Banas MC, Banas B, Hudkins KL et al (2008) TLR4 menghubungkan podosit dengan sistem imun semula jadi untuk menengahi kecederaan glomerular. J Am Soc Nephrol 19:704–713. https://doi.org/10.1681/ASN. 2007040395
4.Beck LH, Bonegio RGB, Lambeau G et al (2009) Reseptor fosfo lipase A2 jenis M sebagai antigen sasaran dalam nefropati membran idiopatik. N Engl J Med 361:11–21. https://doi.org/10. 1056/NEJMoa0810457
5.Berger K, Bangen JM, Hammerich L et al (2014) Asal-usul penjanaan semula sel tubular selepas kecederaan buah pinggang akut. Proc Natl Acad Sci 111:1533 LP – 1538. https://doi.org/10.1073/pnas.1316177111
6.Berthoux F, Suzuki H, Thibaudin L et al (2012) Autoantibodi yang menyasarkan IgA1 kekurangan galaktosa bersekutu dengan perkembangan nefropati IgA. J Am Soc Nephrol 23:1579 LP – 1587. https://doi.org/10.1681/ASN.2012010053
7.Bishop GA, Waugh JA, Hall BM (1988) Ekspresi antigen hla pada sel tubular renal dalam kultur: II. Kesan peningkatan ekspresi antigen hla pada rangsangan sel tubular pengaktifan limfosit dan pada kelemahan mereka kepada lisis pengantara sel. Pemindahan 46:303–310. https://doi.org/10.1097/00007890-198808000-00022
8.Biton M, Haber AL, Rogel N et al (2018) Sitokin sel pembantu T memodulasi pembaharuan dan pembezaan sel stem usus. Sel 175:1307–1320.e22. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.10.008
9.Bohle A (1994) Mengenai patogenesis kegagalan buah pinggang kronik dalam glomerulopati primer: Pandangan dari interstitium. Exp Nephrol 2:205–210
10.Braun F, Homeyer I, Alachkar N, Huber TB (2021) Entiti pengantara imun glomerulosklerosis segmental fokus (utama). Res Tisu Sel. https://doi.org/10.1007/s00441-021-03454-3
11.Calandrini C, Schutgens F, Oka R et al (2020) Biobank organoid untuk kanser buah pinggang kanak-kanak yang menangkap kepelbagaian penyakit dan tisu. Nat Commun 11:1310. https://doi.org/10.1038/ s41467-020-15155-6
12.Cantrell DA, Smith KA (1984) Sistem sel T interleukin-2: model pertumbuhan sel baharu. Sains (80- ) 224:1312 LP – 1316. https://doi.org/10.1126/science.6427923
13.Cao Q, Wang Y, Zheng D et al (2010) IL-10/TGF- –modifed mac rophages mendorong sel T pengawalseliaan dan melindungi daripada adria mycin nephrosis. J Am Soc Nephrol 21:933 LP – 942. https:// doi.org/10.1681/ASN.2009060592
14.Cattaneo CM, Dijkstra KK, Fanchi LF et al (2020) Tumor organoid– Sistem kokultur sel T. Nat Protoc 15:15–39. https://doi.org/ 10.1038/s41596-019-0232-9
15.Christensen SR, Shupe J, Nickerson K et al (2006) Reseptor seperti tol 7 dan TLR9 menentukan kekhususan autoantibodi dan mempunyai peranan keradangan dan pengawalseliaan yang bertentangan dalam model murine lupus. Kekebalan 25:417–428. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2006. 07.013
16.Chua CW, Shibata M, Lei M et al (2014) Progenitor epitelium luminal tunggal boleh menjana organoid prostat dalam kultur. Nat Cell Biol 16:951–961. https://doi.org/10.1038/ncb3047
17.Chung SA, Brown EE, Williams AH et al (2014) Lokus kerentanan nefritis lupus pada wanita dengan lupus erythematosus sistemik. J Am Soc Nephrol 25:2859–2870. https://doi.org/10.1681/ ASN.2013050446
18.Clynes R, Dumitru C, Ravetch JV (1998) Uncoupling pembentukan kompleks imun dan kerosakan buah pinggang dalam glomerulonephritis autoimun. Sains (80- ) 279:1052 LP – 1054. https:// doi.org/10.1126/science.279.5353.1052
19.Clevers H (2016) Memodelkan perkembangan dan penyakit dengan organoid. Sel 165:1586–1597. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.05. 082
20.Feng Y, Ren J, Gui Y et al (2018) Pengaktifan alternatif mac rophage yang digalakkan Wnt/ -catenin menyumbang kepada fibrosis buah pinggang. J Am Soc Nephrol 29:182–193. https://doi.org/10.1681/ ASN.2017040391