Hal-hazırda mielin pozulmasından sonra yeni mielin əmələ gəlməsini təşviq edən təsdiqlənmiş terapiyalar yoxdur, bu da qismən bu prosesləri təkrarlaya biləcək etibarlı sistemlərin olmamasına görə izah edilə bilər. Burada biz yetişmiş, mielinləşdirən oligodendrocitlər və funksional olaraq reaktiv mikroglia ilə zənginləşən insan iPSC-dən alınan sferoid modelini hazırladıq. Bu model, mielin pozulması və təmir proseslərini birləşdirərək, demyelinasiya təhqirindən sonra insan mərkəzi sinir sistemi remyelinasiyasının öyrənilməsini təmin edir. Bunlar arasında mielin parçalanması, mikroglial reaktivlik və mielin tullantılarının fagocitozunu, oligodendrocitlərin yaranmasını və fərqlənməsini və axonal birləşməni yeni əmələ gələn mielinlə əhatə edir. Biz yeni yaranan oligodendrocitlərin remyelinasiya ilə əlaqəli olduğunu göstəririk və ultrastruktural miqdarlaşdırma istifadə edərək remyelinasiya edilmiş aksonların zədədən sonra daha incə mielinlə örtülməsini göstəririk. Ümumiyyətlə, biz, multiplu sklerozla bağlı insan mielin biologiyasının başqa cür əlçatmaz aspektlərini araşdırmaq üçün bir model təqdim edirik, xəstəlik yollarına mexaniki məlumatlar və dərman skrininqi üçün platforma təqdim edirik.
Mərkəzi sinir sistemindəki (CNS) axonlar oligodendrokitlər tərəfindən istehsal olunan ixtisaslaşmış lipid membranı olan mielinlə örtülür. Həm mielin, həm də oligodendrocitlər CNS-nin zərərlənməsi zamanı məhv edilə bilər ki, bu da funksional çatışmazlığa və geri dönməz nevrodegenerasiyaya səbəb ola bilər. Xoşbəxtlikdən, CNS-in remyelinasiya adlanan bir təmir prosesi çərçivəsində yeni mielin istehsal etmək qabiliyyəti var. Hal-hazırda biz yalnız heyvan modellərində bu dinamik remyelinasiya proseslərini öyrənə bilərik. İnsan mielininin bioloji ilə insan olmayan heyvan modellərinin arasında saxlanılan molekulyar mexanizmlər müəyyən olunsa da, hüceyrə davranışlarında fərqlər gözəldir2. Bu, insan mielininin biologiyasına bioloji məlumat verməyə imkan verən yaxşılaşdırılmış və insanla əlaqəli modellər sistemlərinin təcili ehtiyacını vurğulayır. Bu proseslərin daha yaxşı başa düşülməsi, müalicəvi olaraq yeni mielin əmələ gəlməsini təşviq etmək üçün hədəfləndirilə bilən yolların müəyyənləşdirilməsinə imkan verə bilər. Bu, çoxlu skleroz (MS) kimi mielin pozuntularını əhatə edən xəstəliklərə ən əhəmiyyətlidir.
İnduksiyalı pluripotent kök hüceyrələrdən (iPSC) alınan bir sistemdən istifadə edərək, bu proseslərə mexaniki məlumat verən və oligodendrocitlərin bərpasını və mielin təmirini uğurla təşviq edən müalicələrin müəyyən edilməsi üçün istifadə edilə biləcək bir platforma qurmaq üçün insan mielinindəki ziyan və təmir modellərini yaratmaq məqsədi daşıyırdıq. Biz sırt dənəsi ilə modellənmiş, ayrı-ayrı istehsal olunan iPSC-dən alınmış makrofag hüceyrələri ilə toxunan sferoidləri müvəffəqiyyətlə mühəndislik etdik. Uzun müddət məhsuldarlıqdan sonra bu immun hüceyrələri mikroglialara ayrıldı. Lisolecitin (LPC) məruz qaldıqdan sonra, spheroidlərdə geniş mielin parçalanması və neyroklanlar silsiləsi ağır (NF- h) + axonları ilə mielin əsas proteininin (MBP) + mielininin kolokalizasiyasının azaldılması ilə müqayisədə spheroidlərdə demyelinasiya müşahidə edildi. Mikroglia HLA- DR antigen təqdimat markerini artırmış və LPC- dan 7 gün sonra IBA1+ mikroglia daxilində MBP+ tullantılarının əhəmiyyətli bir şəkildə kolokalizasiyası olmuşdur. LPC- n dörd həftə sonra yeni əmələ gələn oligodendrocitlərin əhəmiyyətli dərəcədə artması müşahidə edildi və 8 həftədən sonra bu yeni oligodendrocitlər müalicə olunan nəqliyyat vasitəsilə müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan nəqliyyat vasitələrində müalicə olunan miqdarda mielinləşir. Xüsusilə LPC-də zərərli sferoidlərin klemastinlə müalicə edilməsi yeni əmələ gələn miyelinasiya edən oligodendrocitlərin nisbətini də əhəmiyyətli dərəcədə artıraraq bu modelin remyelinasiya təşviq edən maddələrin müəyyən edilməsi üçün dərman skrininində həyata keçirilə bilən bir vasitə olduğunu təsdiqləyir.
İlk addımımız, mielinləşdirən oligodendrocitlər və funksional mikroglia olan iPSC-dən alınan CNS sferoidlərini hazırlamaq idi. Ev sahibi sferoidlar geniş və yetkin mielinləşən oligodendrocitlərlə zənginləşdirilmiş spinal cord- modelli sferoidlar idi (Şəkil. 1aj). In vivo, mikroglial / makrofag prekursorları nevrogenesi başlandıqdan sonra inkişaf edən MKN-yə köçürülür5, buna görə biz MKN-nin inkişafını daha yaxından modelləşdirmək üçün spheroidlərə iPSC-dən əldə edilmiş ayrı fərqlənmiş makrofag bənzər prekursor hüceyrələrini toxuduq. Makrofag bənzər hüceyrələr iPSCs6- dan ayrı ayrı ayrılmış və məhsuldarlıq mərhələsinə 3 həftə daxil olan sferoidlərə toxunmuşdur (Şəkil. 1k). Mükəmməl siqnallaşdırma yolu ilə makrofag bənzər hüceyrələr, yetişmədən 11 həftə sonra mikrogliaya müvəffəqiyyətlə fərqləndi, bu da CD45+ ifadəsinin (P = 0,02) əhəmiyyətli dərəcədə azalması və zənginləşmiş P2YR12+ və CX3CR1+ ifadəsi ilə sübut edildi (Tədarə Şəkil. 1ae). TdTomato fluoresans reporteri canlı görüntülənməsində (Təlavulyan Video 1) sferoidlərə uğurla inteqrasiya olunması, CNS inkişafında erkən müşahidə olunan koloniyaları təqlid edərək, sıçanlarda7, zebra balıqlarında8 və insanlarda5 xarakterizə olundu və onlar dinamik olaraq stimullara reaksiya göstərdilər, bu da funksionaliyyəti göstərir (Təlavulyan Video 2). Sferoidlərdə immun hüceyrələrinin olması ilə geniş və yetkin mielinləşən oligodendrocitlər saxlanılıb (Şəkil. 1 ls). Sistemimiz bununla da insan mielininin biologiyasına aid xəstəlik proseslərini araşdırmaq üçün ideal baza təqdim etdi.
iPSC-dən alınan sferoidlərdə de-miyelinasiya başlamaq üçün, biz LPC istifadə etdik, bu da lipid quruluşunu pozur və MS9 heyvan modellərində foqal de-miyelinasiya səbəb olur. Sferoidlar 0,1 mg ml−1 LPC (və ya nəqliyyat vasitəsi vol/vol; Şəkil. 2a) 16 saat ərzində demyelinasiya (amma açıq mikroglial aktivləşdirilmə) başlatmaq üçün, sonra LPC-ni vaxt nöqtəsi 0 ilə bərabər çıxarmaq üçün əlavə videolar 3 və 4) LPC ilə müalicə olunan sferoidlərdə mielinin əhəmiyyətli dərəcədə dağıdılması və parçalanması müşahidə edilir (Şəkil. 2b) və yüksək nüfuzlu analizlər hər zaman bütün nöqtələrdə orta miqelin qabının uzunluğunun daha qısa olduğunu göstərdi (Şəkil. 2c və genişləndirilmiş məlumatlar Fig. 1ah). Bu fenotip ikinci iPSC xətti istifadə edərək təkrarlandı (Gecirilmiş məlumatlar Fig. 2a, b) və LPC- nin çıxarılmasından 28 gün sonra təmizləndiyini göstərmişdir (Gecirilmiş məlumatlar Fig. 2c) Eyni şəkildə MBP sıxlığının qiymətləndirilməsi üçün avtomatlaşdırılmış analiz protokolunu inkişaf etdirdik.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
