Модель человека печени химерных мыши семейной гиперхолестеринемией, с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток гепатоцитов

Рецептор липопротеинов низкой плотности (LDLR) захватывает LDL холестерина (LDL-C) в крови, чтобы модулировать синтез холестерина в печени. Мутации в гене LDLR являются наиболее частой причиной семейной гиперхолестеринемией (FH)¹. Статины традиционно первая линия препаратов для лечения FH и другие виды гиперхолестеринемии (унаследованные или приобретенных). Статины препятствовать 3-гидрокси-3-methylglutaryl кофермент редуктазы снизить синтез холестерина в печени². Кроме того статины увеличить уровень LDLR на поверхности гепатоцитов содействовать плазмы LDL-C разминирование. Однако основных предостережение лечения статинами является, что они одновременно стимулировать выражение proprotein конвертазы Субтилизин/ОА 9 (PCSK9), фермент, который привязывается к LDLR для содействия ее деградации³. Этот эффект отвечает за недостаточное или даже null ответ на статинов у многих пациентов. Изучая этот механизм неожиданно, привело к открытию альтернативный способ лечения гиперхолестеринемии. PCSK9 антитела, недавно утвержденных FDA в настоящее время используется в клинических испытаниях и показать более высокой эффективности и лучшего терпимости чем статины⁴. Успех PCSK9 антител также подразумевает, что могут существовать другие терапевтические возможности для модуляции путь деградации LDLR (кроме PCSK9) у больных с гиперхолестеринемией. Аналогичным образом есть интерес к разработке новых ингибиторов PCSK9 помимо антител, например, siRNA oligos⁵.

Для тестирования новых терапий для FH и вообще любой другой тип гиперхолестеринемии, необходимы соответствующие в естественных условиях модели. Основной проблемой текущего в естественных условиях модели, основном мышей⁶ и кроликов⁷, являются их физиологические различия с людьми. Самое главное эти проблемы включают различные липидного метаболизма профиля. Поколение человеческой печени животных химерных⁸ может помочь преодолеть этот нюанс. Человеческой печени химерных мышь — это тип «гуманизированные» мышь с ее печень, заселена с человека гепатоцитов, например, основного человеческого гепатоцитов (ПГГ)⁹. Проблема с ПГГ состоит в том, что они не могут быть расширенной ex vivo, быстро теряют свою функцию после изоляции, и ограниченным источником. Альтернативой ПГГ является использование индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC)-производных гепатоцитов (iHeps)¹⁰. Примечательно iPSCs конкретного пациента и может выращиваться на неопределенный срок, поэтому iHeps могут быть изготовлены по требованию, которая является значительным преимуществом над свежие ПГГ. Кроме того iPSCs также может быть легко генной инженерии с конструктора nucleases исправления или вводить мутации в isogenic фон, чтобы позволить более верным сравнения¹¹.

Человеческой печени химерных мышь с прижившимися ПГГ показать сходство с людьми в печени метаболические профили, наркотиков ответы и восприимчивость к инфекции вируса гепатита¹². Это делает их хорошей моделью для изучения гиперлипидемии в естественных условиях. Наиболее широко используемый мыши модели основаны на/фа^{– / –}/Rag2^{– / –}/Il2rg^{– / –} (ФРГ) мыши¹³ и УПА трансгенные мыши⁸, в котором до 95% мыши печени могут быть заменены ПГГ. Интересно, что недавний доклад описал человека FH печени химерных мышь (основанный на мыши ФРГ) с ПГГ от пациента, перевозящих гомозиготных мутации LDLR ¹⁴. В этой модели repopulated человека гепатоцитов без функциональных LDLR, но остаточный мыши гепатоцитов сделал, тем самым уменьшая утилита для выполнения в vivo тестирование препаратов, опираясь на LDLR пути.

Здесь мы приводим подробный протокол, основанный на наших недавно опубликованной работе¹⁵ за отлаживание FH iHeps в/Ldlr^{– / –}/Rag2^{– / –}/Il2rg^{– / –} (LRG) мыши печени. Эта человеческой печени химерных мышь является полезным для моделирования FH и выполнения тестирования на наркотики в vivo.