Directed Differentiation of Mouse and Human Pluripotent Stem Cells to Renal Progenitors and Kidney Organoids
Notice bibliographique
Résumé
Pluripotent stem cells (PSC) hold great promise in regenerative medicine. In order to harness their potential, we need to understand how to differentiate PSC to the cell types of interest. Here, we differentiated mouse embryonic stem cells (ESC) to renal progenitors and kidney organoids in a controlled and step-wise manner. We used microarray to explore whole genome transcriptional changes that occurred at each stage of differentiation and found that as the cells differentiated, genes associated with metanephros, ureteric bud and blood vessel development, and cell-matrix adhesion were significantly upregulated. Over-expression of Pax2, Six1, Eya1 and Hox11 paralogues during differentiation did not improve differentiation efficiency. We were able to aggregate the renal progenitors to form kidney organoids consisting of LTL+/E cadherin+ mature proximal tubules and extracellular matrix proteins secreted by the cells themselves. We showed how we can use ESC-derived organoids to study cisplatin-induced kidney injury and as a platform for nephrotoxicity screening. Next, we used a mouse secondary reprogramming system to generate induced pluripotent stem cells (iPSC) from proximal tubule cells (PTC) and tail tip fibroblasts (TTF). We showed that there were no significant differences in the expression of pluripotency-associated markers and renal progenitor markers between the undifferentiated PTC iPSC and TTF iPSC, but after differentiation to renal progenitors, the expression of renal progenitor markers was significantly higher in PTC iPSC-derived progenitors compared to TTF iPSC-derived progenitors. Lastly, we adapted our mouse ESC differentiation protocol to human iPSC and found that the protocol could yield approximately 40% SIX2+ cells. In summary, we demonstrated a novel method of differentiating mouse ESC to renal progenitors and kidney organoids, showed how we can modify this system to investigate the influence of gene dosage and epigenetic memory on renal differentiation, and lastly, showed how we can use this organoid system as a semi-high throughput platform for nephrotoxicity screening.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».