Сельскохозяйственные животные
3 мин. чтения

Овечьи печеночные органоиды: новая in vitro платформа для исследования метаболизма жвачных

Исследователи создали трехмерные органоиды из клеток печени овец, воспроизводящие ключевые структурные и функциональные особенности печени для изучения метаболизма.

Овечьи печеночные органоиды: новая in vitro платформа для исследования метаболизма жвачных

AI-generated cover

Печень играет центральную роль в координации метаболических процессов, определяющих рост, здоровье и продуктивность сельскохозяйственных животных. У жвачных животных метаболизм печени адаптирован для поддержания гомеостаза глюкозы, распределения липидов и утилизации азота во время рубцовой ферментации. Традиционные двухмерные культуры гепатоцитов не воспроизводят структурную организацию и функциональную сложность нативной ткани печени, что ограничивает их ценность в прикладных исследованиях и увеличивает потребность в экспериментах на животных.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Veterinary Science, ученые разработали трехмерную модель органоидов печени овец, которая может значительно сократить количество экспериментальных животных, необходимых для исследований в области метаболизма и питания.

Разработка и характеристика печеночных органоидов

Исследователи разработали печеночные органоиды из прогениторных клеток печени самца ягненка породы Ассаф. Полученные структуры были тщательно охарактеризованы с помощью гистологического анализа, иммунофлуоресценции и транскриптомного профилирования с использованием RNA-seq.

Результаты показали, что печеночные органоиды формируют сферические эпителиальные структуры с четко определенной апикально-базальной полярностью, неповрежденными плотными соединениями, экспрессией альбумина и внутриклеточным накоплением гликогена – ключевыми характеристиками функциональной ткани печени.

Авторы провели сравнительный транскриптомный анализ между органоидами и нативной тканью печени, который подтвердил сохранение основных клеточных программ. Однако дифференциальный анализ экспрессии генов выявил, что печеночные органоиды демонстрируют транскрипционный профиль, смещенный в сторону пролиферации клеток, синтеза белка и структурного ремоделирования, в то время как гены, связанные со зрелыми метаболическими функциями печени, иммунными ответами и системным гомеостазом, были относительно понижены.

Метаболический ответ на питательные добавки

Особый интерес представляет способность органоидов реагировать на добавление питательных веществ. Исследователи проверили метаболический отклик, добавляя DL-метионин и/или бетаин и анализируя с помощью RT-qPCR экспрессию генов, кодирующих ключевые метаболические ферменты (например, CPT1A и PDH1) и рибосомальные белки, характеризующие клеточную пролиферацию (например, RPL22L1).

Комбинированная обработка DL-метионином и бетаином значительно увеличила экспрессию генов CPT1A (связанного с митохондриальным бета-окислением) и RPL22L1, что указывает на синергетический метаболический ответ на оба соединения. Этот результат демонстрирует потенциал органоидов как платформы для изучения взаимодействий питательных веществ с генами и оценки диетических вмешательств до проведения экспериментов in vivo.

Авторы подчеркивают, что данная работа представляет собой первое сообщение о печеночных органоидах овец и закладывает основу для их использования в качестве прогностических платформ in vitro для изучения печеночного метаболизма, взаимодействий питательных веществ с генами и стратегий кормовых добавок у жвачных животных.

Несмотря на то что транскриптомные сравнения выявили неполное функциональное созревание по сравнению со взрослой печенью (что соответствует прогениторно-подобному состоянию печени, обычно наблюдаемому в системах органоидов), сохраненный метаболический ответ органоидов подчеркивает их ценность для изучения взаимодействий питательных веществ и генов.

Эта инновационная модель может значительно сократить количество экспериментальных животных, необходимых для исследований в области метаболизма и питания жвачных животных, что соответствует принципу 3R (Replacement, Reduction, Refinement) в экспериментальной науке.

Источник: Frontiers in Veterinary Science https://www.frontiersin.org/journals/veterinary-science/rssCON-VET.ru

Читайте также

Мелоксикам при рождении: влияние на восстановление телят после трудных родов

Исследование показало, что введение мелоксикама новорожденным телятам улучшает восстановление жизненных функций, особенно после осложненных родов.

Новый бактериофаг показал эффективность против вибриоза трепангов

Исследователи выделили литический фаг, который снижает ассоциацию Vibrio harveyi с клетками трепанга и защищает от апоптоза

Первый долгосрочный мониторинг выбросов метана у дойных буйволиц с помощью GreenFeed

Итальянские ученые провели первое исследование выбросов метана у средиземноморских буйволиц, получив базовые значения для оценки углеродного следа.

Микробиота кишечника двугорбых верблюдов зависит от региона и типа содержания

Исследование выявило значительные различия в составе кишечной микробиоты верблюдов при пастбищном содержании в северном Синьцзяне и стойловом — в южном

Тимол и карвакрол как регуляторы аппетита у цыплят-бройлеров

Исследование показало, что добавки тимола и карвакрола снижают потребление корма через активацию гипоталамических путей и улучшают кишечную морфологию