Generasjon av stillaset-fri, tredimensjonale Insulin uttrykke Pancreatoids fra musen bukspyttkjertelen Progenitors In Vitro

Det er viktig å forstå sykdom etiologien og til slutt dyrke behandlingsmetoder skildre mekanismer for normal utvikling og fysiologi. Dyrking og skille stamceller kan rask og høy gjennomstrømming analyse av utviklingen, det er begrenset av den eksisterende kroppen av kunnskap om mekanismer regulere celle skjebne og kunstig viser utviklingen i en relativt homogen, todimensjonal tilstand^1,2. Ikke bare i vivo utvikling påvirket av ytre påvirkninger, med ulike celletyper i nisje og miljø gir paracrine signaler og organisatoriske å veilede organogenesen, men funksjonen til disse cellene også avhengig av deres omgivelser for veiledning^3,4,5. Gitt viktigheten av disse eksterne signaler, begrensningene for differensiering protokoller og arbeidskrevende natur i vivo musen modeller, for nye systemer å undersøke eksperimentelt grunnleggende utviklingsprosesser og fysiologi.

Fremveksten av protokoller for å generere tredimensjonale, komplekse organoids gir en praktisk og sammenfallende system for å studere organogenesen, fysiologi, narkotika effekt og selv patogenesen. Etablere murine organoids for forskjellige systemer som magen⁶ og tarmen⁷ har utvidet vår forståelse av organogenesen, gir et verktøy for å studere utviklingsmessige kompleksiteten med færre begrensninger enn i vivo og i vitro modeller. På grunn av disse fremskritt i murine organoid dannelsen og utviklingen av menneskelig pluripotent stilk celler, menneskelige tarmen⁸, netthinnen⁹, nyre^10,11og cerebral¹² organoids har blitt produsert, og dette repertoar er bare begrenset av de eksisterende kunnskapen om mekanismer for utvikling.

Av spesiell interesse er generasjonen av bukspyttkjertelen organoids, som en rekke sykdommer plager ulike bukspyttkjertelen celletyper, inkludert acinar celler og kanaler i exocrine pancreatic mangelfull¹³acinar celler i pankreatitt¹⁴, og cellene i diabetes¹⁵. Få kunnskap om utviklingen av disse forskjellige celletyper kan hjelpe forstå deres patologi og kan også fungere som en plattform for personlig narkotikarelaterte screening eller transplantasjon. Tidligere utviklet Greggio et al. en metode for å opprette murine bukspyttkjertelen organoids som recapitulate i vivo morphogenesis og utvikle organisert, tredimensjonale, komplekse strukturer består av alle de store bukspyttkjertelen epithelial celle typene^16,17. Dette er et stort skritt fremover innen bukspyttkjertelen, spesielt som gjør celler i vitro kan aktivere biologiske undersøkelser av beta-celle utvikling. Men en knapphet på endokrine celler dannet i denne protokollen med mindre organoids ble transplantert inn i vev, hvor nisje kan samhandle og gi opplæring stikkordene¹⁷. Mesenchyme utgjør den største delen av nisje, tungt innhyllende utvikle epitel fra tidlige stadier av organogenesen til senere stadier inkludert endokrine delaminering og differensiering^{3,4, 18}. Samspillet av mesenchyme med utvikle bukspyttkjertelen er nok et eksempel på ytre signalisering og viktigheten av å opprettholde i vivo mobilnettet kompleksitet å studere organogenesen.

Her beskriver vi hvordan å generere tredimensjonale bukspyttkjertelen organoids, kalt pancreatoids, fra avstand e10.5 murint bukspyttkjertelen progenitors. Disse pancreatoids beholder opprinnelig mesenchyme, selv montere frittflytende forhold og generere alle store bukspyttkjertelen celletyper, inkludert en robust endokrine beta-cellene¹⁹. Denne metoden er best egnet for analyse av endokrine utvikling, som tidligere protokoller mangler robust endokrine differensiering. Imidlertid bruker protokollen for bukspyttkjertelen organoids som beskrevet av Greggio et al. passer bedre for analyse av bukspyttkjertelen epithelial forgrening og morphogenesis, som forgrening er mer begrenset i pancreatoids.