primaarisolujen, erityisesti kantasolujen/kantasolujen populaatioiden, eristäminen ja pitkäaikainen laajentuminen ovat perustavanlaatuisia ja tärkeitä perustekniikoita eri biologisilla aloilla, mukaan lukien kehitysbiologia ja kantasolubiologia sekä lääketiede. Solut kerrostuneissa ja columnar epiteelikudoksissa ovat erittäin regeneratiivisia ja suhteettoman vastuussa monista ihmisen syövistä; aikuisten kantasolujen kloonausta rajoittavat kuitenkin vaikeudet ylläpitää näitä soluja epäkypsässä tilassa. Viime vuosina tekniset innovaatiot ovat johtaneet kantasolubiologian nopeaan ja dramaattiseen kehitykseen, kuten pienten molekyylien ja kasvutekijöiden käyttöön kudosryppäiden ympäristöjen matkimiseen ja ”Organoidiviljelyn” helpottamiseen .
vuonna 1975 Rheinwald ja Green perustivat ensimmäisen onnistuneen esimerkin ihmisen aikuisten kantasoluviljelmästä käyttäen ihmisen keratinosyyttejä . Erityisesti ne ylläpitivät ihmisen keratinosyyttejä pitkään yhdessä subletaalisesti säteilytetyn hiiren fibroblastisolulinjan 3T3-J2 kanssa. Vaikka he eivät käyttäneet termiä ”kantasolut” kloonatuista keratinosyyteistä, jotka on kasvatettu 3T3-soluilla, Green ja kollegat löysivät pesäkkeitä, joilla oli huomattava kyky jakaa ja muodostaa uusia pesäkkeitä läpikulun jälkeen, joita he kutsuivat ”Holokloneiksi” . Nämä holoklonit koostuvat pienistä, kypsymättömistä soluista, joissa kaikissa esiintyi voimakasta tuman värjäytymistä stratifioiduissa epiteelisoluissa P63: lla, joka on kantavuuden säätelijä . Kerrostuneessa epiteelissä, mukaan lukien iho, keuhkojen bronkia, maitorauhanen ja virtsarakon uroteeli, kantasolupopulaatio oli pääasiassa paikallistunut tyvikerrokseen, ja epäkypsiä soluja värjättiin P63: lla in vitro-tutkimusten mukaisesti . Merkittävästi, eristetty ja laajennettu ihmisen keratinosyytit autologisesta ihosta on onnistuneesti siirretty polttaa potilaita ja regeneroitu pysyvä orvaskesi, joka muistuttaa, että tuloksena split-paksuus ihonsiirtoja . Samaa menettelyä on sovellettu erityisesti ihmisen sarveiskalvon epiteelisolujen eristämiseen ja laajentamiseen elinsiirtoa varten . Vaikka tämä tekniikka rajoittui tuolloin orvaskeden ja sarveiskalvon kantasoluihin, Green ja kollegat loivat perustan ihmisen aikuisen kantasolujen kloonaukselle perusbiologian ja regeneratiivisen lääketieteen aloilla.
tässä katsausartikkelissa annamme yleiskuvan viimeaikaisesta tutkimuksen edistymisestä ja kertyvästä todistusaineistosta soluviljelyjärjestelmästä, joka on johtanut epiteelisoluteknologian teknisiin läpimurtoihin. Uudet viljelystrategiat sekä kerrostuneille epiteelisoluille että columnaarisille epiteelisoluille ovat mahdollistaneet ihmisen epiteelikehityksen uudelleenpitämisen, ja niitä voidaan käyttää ihmisen tautimallin tuottamiseen in vitro. Keskustelemme myös normaalin epiteelisoluviljelyteknologian mahdollisuuksista ja mahdollisista sovelluksista regeneratiivisessa lääketieteessä ja korostamme syöpäsoluviljelyjärjestelmää, joka toistaa potilaan yksittäisiä fenotyyppejä.
stratifioitu epiteelisoluviljelmä
kerrostuneissa epiteelikudoksissa, mukaan lukien rauhas-ja pseudostratifioitu epiteeli, P63+ – solut, jotka ovat lokalisoituneet kellarikalvolle, voivat uusiutua itsestään ylläpitääkseen kanta – /progenitoripopulaatioita ja synnyttää jälkeläisiä, jotka muodostavat toiminnallisia kudoksia . Kuten edellä mainittiin, epiteelikantasolujen, kuten ihon keratinosyyttien ja sarveiskalvon epiteelisolujen, Kloonaus ja laajeneminen on todettu hyvin koeviljelyjärjestelmissä, joissa on käytetty hiiren säteilytettyjä 3T3-J2-fibroblasteja. Tämä standardiprotokolla on kuitenkin suurelta osin rajoittunut keratinosyyttien ja sarveiskalvon solujen pitkäaikaiseen viljelyyn. Kateenkorvan epiteelisoluista kloonattuja kantasoluja on kuitenkin raportoitu, samoin kuin kateenkorvan epiteelikantasolujen eristämistä eri lajeista, mukaan lukien ihmissolut, viljeltynä 3T3-syöttöjärjestelmällä . Lisäksi Frey ja kollegat soveltivat äskettäin 3T3-syöttömenetelmää uroteelisten kantasolujen eristämiseen, jotka ilmaisivat sonic-siilin ja asuivat virtsarakon uroteelin tyvikerroksessa . Nämä eristetystä ihmisen ja sian kudoksesta peräisin olevat uroteeliset kantasolut kasvatettiin vakaasti 3T3-syöttökerroksella, ja ne pystyivät synnyttämään useita solulinjoja, mukaan lukien P63+ – tyvisolut ja Uroplakin 2+ – ja 3+ – uroteelisolut, munuaissiirron jälkeen alastomilla hiirillä. Vuonna 2011 Pooja et al. käytti 3T3-viljelmäjärjestelmää eristääkseen kolmenlaisia ihmisen hengitysteiden epiteelikantasoluja, ts., nenän, henkitorvesta ja distaalinen hengitysteiden kantasoluja, ja todettiin, että nämä hengitysteiden epiteelikantasolut olivat erillisiä solujen fenotyyppejä jälkeen In vitro erilaistumista, vaikka epäkypsä kantasolukloonit näyttivät olevan morfologisesti erottamaton (Kuva. 1) . Seurantatutkimuksessa hiiren henkitorven ja distaalisten hengitysteiden epiteelikantasolujen siirto osoitti, että distaaliset hengitysteiden kantasolut sulautuivat helposti H1N1-influenssan vaurioittamaan keuhkokudokseen ja erilaistuivat useisiin epiteelisolutyyppeihin, ts., keuhkoputkia ja keuhkorakkuloihin, kun taas siirretyt henkitorven kantasolut paikallistettiin vain suurissa hengitysteissä . Klonogeenisiä kantasoluja eristettiin myös ihmisen ruokatorven endoskooppisista biopsianäytteistä, ja nämä solut pystyivät muodostamaan hyvin erilaistuneita, kerrostuneita levyepiteelejä muistuttavia rakenteita air liquid interface (ALI)-viljelyjärjestelmässä .
kaavio ihmisen kerrostuneiden ja columnaaristen epiteelikantasolujen soluviljelyprosessista 3T3-syöttökerroksessa. Kerrostuneille epiteelikantasoluille ne eristetään biopsiasta tai kirurgiset näytteet pinnoitetaan 3T3-kerroksella pitkäaikaista viljelyä varten. Columnar epiteelikantasoluja, ne on päällystetty 3T3 kerros määriteltyjä tekijöitä, jotka ovat välttämättömiä kantasolujen kasvua ja ylläpitoa. Epiteelikantasolujen morfologisesti epäkypsät pesäkkeet (pakatut pesäkkeet, joissa on pieniä soluja) poimitaan mekaanisesti homogeenista laajenemista varten. ALI-viljelmässä solut erilaistuvat kypsiksi Solutyypeiksi Transwellissä
Schlegel ja kollegat raportoivat, että Rho: hon liittyvä proteiinikinaasin (ROCK) estäjä yhdessä 3T3-syöttösolujen kanssa lisäsi merkittävästi epiteelikantasolujen proliferatiivista kapasiteettia, mukaan lukien ihmisen keratinosyytit, eturauhassolut ja maitorauhasen solut, ja he kutsuivat tätä ilmiötä ”ehdolliseksi uudelleenohjelmoinniksi” . Kyky tuottaa tehokkaasti epiteelikantasoluviljelmiä potilailta tarjoaa kriittisiä ja arvokkaita tietoja solupohjaisesta diagnostiikasta ja hoidosta . Viime aikoina Rajagopal ja kollegat osoittivat, että TGFß/BMP/SMAD-signalointireitti on tärkeä erilaisissa epiteelikudoksissa, mukaan lukien ectodermin-johdettu iho ja rintarauhaskudos, endodermin-johdettu ruokatorvi ja eturauhaskudos ja mesodermin-johdettu lisäkives. He havaitsivat, että Smad-signaloinnin kaksoisesto (DMH-1 esti BMP-signaalin ja A-83-01 esti TGFß-signaalin) helpotti ihmisen ja hiiren epiteelin tyvisolupopulaatioiden vakaata leviämistä. Yllättäen dual TGFß/BMP-esto mahdollisti epiteelikantasolujen voimakkaan laajenemisen ilman hiiren 3T3-syöttösolujen tarvetta.
yhdessä pienten molekyylien ja syöttösolujen kanssa näitä teknisiä edistysaskeleita voidaan käyttää jatkuvasti ja tehokkaasti laajentamaan stratifioituneita epiteelirunko – /progenitoripopulaatioita in vitro. Toinen läpimurto kerrostuneessa epiteelikulttuurissa, organoidikulttuurissa, on käytetty laajentamaan sekä basaali-että luminaalihypertensioita. Nämä ihmisen luminaaliset progenitorit olivat multipotentteja ja muodostivat eturauhasen kaltaisia rakenteita in vitro . Kuitenkin tuottaa kolmiulotteisia rakenteita, jotka koostuvat kerrostunut tai pseudostratifioitu epiteeli kertaamaan aito in vivo arkkitehtuuri on edelleen haastavaa, vaikka monet tutkijat ovat raportoineet spheroid ja organoid kulttuurit. Tämä ongelma voidaan ratkaista luomalla menetelmä, joka helpottaa itseorganisoitumista, kuten tehdään pluripotenteissa kantasoluista johdetuissa kudoksissa .
Columnar epiteelisoluviljelmä
vaikka suoliston kantasoluilla on huomattava kyky lisääntyä suurella vaihtumisnopeudella ylläpitääkseen epiteelisolua, ja hepatosyytit ovat erittäin regeneratiivisia reagoidessaan vaurioihin, kyky kloonata kantasolupopulaatioita kolumnaarisista epiteelisoluista on hyvin rajallinen, oletettavasti siksi, että kudosrakosignaaleja ei ole in vitro. Viimeisen vuosikymmenen aikana Clevers ja kollegat löysivät lgr5: n (leusiinipitoinen toistuvaa g-proteiinia sisältävä reseptori 5), suoliston kantasolumarkkerin, hienostuneessa hiirimallissa (LGR5-EGFP-ires-CreERT2-hiiret risteytettiin Cre-aktivoidun Rosa26 LacZ-Reporterin kanssa) ja perustivat hiiren suoliston organoidiviljelmämenetelmän, joka koostuu villuksen kaltaisista rakenteista ja kryptomaisista vyöhykkeistä, joilla on useita suolisolutyyppejä . Yhdessä kasvutekijöiden ja pienimolekyylisten cocktailien kanssa eristetty LGR5+-kantasolufraktio suspendoitiin Matrigeliin ja viljeltiin pitkään . Viljelytilan muokkaaminen nikotiiniamidin, P38-ja TGFß-reseptorin estäjän, avulla ohutsuolesta ja paksusuolesta eristetyt ihmisen epiteelisolut pystyivät laajentumaan loputtomasti pitkän aikavälin in vitro . Tämä tekniikka on sovellettavissa viljelyn muuntyyppisiä soluja,kuten haiman kanavasolujen ja hepatosyyttien, ja helpotti vallankumouksellinen edistysaskeleet columnar epiteelisoluviljelmän.
Organoidiviljelmässä käytetään Matrigel-pohjaista 3D-viljelyalustaa, ja sitä voidaan laajalti käyttää erilaisten aikuisten epiteelisolujen, mukaan lukien stratifioidut epiteelisolut, vakaaseen viljelyyn kantasolupopulaatioilla . Kyky levittää nopeasti ja tehokkaasti murto-osaa yhtenäisistä kantasoluista in vitro on kuitenkin myös hyödyllinen ja tärkeä kudosten kantasolujen itsensä uusiutumisen ja kohtalon määrittelyn yksityiskohtaiselle tutkimukselle ja mahdollisille solusiirtojen tuleville sovelluksille regeneratiivisessa lääketieteessä. Xian ja kollegat kehittivät äskettäin uudenlaisen viljelyjärjestelmän ihmisen sikiön suoliston kantasolujen, mukaan lukien ohutsuolen ja paksusuolen solut, homogeeniseen laajentamiseen. Tämä järjestelmä käytti 3T3 hiiren syöttölaite kerros yhdessä kasvutekijöiden ja signaalin reitin estäjät voimakkaasti laajentaa ihmisen columnar epiteelin kantasoluja (Kuva. 1) . Lisäksi yli 50% 3T3 fibroblasteilla kasvatetuista suoliston kantasoluista kykeni muodostamaan pesäkkeitä. Nisäkkäiden suolistossa määritellyt kapeat tekijät, kuten Wnt ja Lovisignaalit, ovat olennaisia määritettäessä suoliston kantasolujen stemmaa Krypt-pohjalla. Lisäksi Krypt-pohjalla sijaitsevat Paneth-solut syntyvät kantasoluista ja toimivat kantasolurakoina tarjoamalla olennaisia tekijöitä parakriinisesti. Koska organoidiviljelmät koostuvat kantasoluista ja erilaisista johdannaisista, kuten Paneth-soluista, niche-tekijät toimivat itsenäisesti . Koska sen sijaan 3T3-syöttökerroksessa kasvaa puhdas suoliston kantasolupopulaatio, solut eivät pysty erittämään kapeatekijöitä. Siksi kapeaa tekijää muistuttavia ulkoisia tekijöitä on täydennettävä. Kantasolujen ylläpitoprotokollan lisäksi Ali-viljelmämallissa on vahvistettu erilaistumisprotokolla, joka synnyttää ainakin neljäntyyppisiä suolistosoluja, eli panet-soluja, enteroeritysrauhasoluja, pikarisoluja ja enterosyyttejä (suoliston absorptiosoluja) . Suoliston villusmaisten rakenteiden muodostumista havaittiin alkuperäisten kudostyyppien, kuten ohutsuolen ja paksusuolen kudosten (Fig. 1). Erilaisessa ALI – kulttuurin lähestymistavassa Kuo ja kollegat viljelivät robustly pieniä paloja hiiren vastasyntyneestä suolesta stroomaelementillä pitkäjänteisesti .
samaa strategiaa sovellettiin myös ihmisen mahalaukun klooneihin, jotka saatiin endoskooppisesta biopsiasta. Erityisesti klonogeeniset mahasolut laajenivat vakaasti 3T3-syöttökerroksella yhdessä kasvutekijöiden ja pienten molekyylien kanssa ja erilaistuivat mahassa tyypillisesti esiintyviksi mahaepiteeleiksi, kuten pepsinogeeniä ilmentäviksi pääsoluiksi . Lisäksi kloonattu ruoansulatuskanavan kantasoluja, oviduct progenitor soluja distaalinen kohtu putki pystyivät myös äärettömän etenevät 3T3 syöttölaite kerros läsnäollessa kapeat tekijät . Distaalinen ovidukti eli fimbria-epiteeli on yksinkertainen pylväsepiteelikerros, joka koostuu seuraavista kahdesta solutyypistä: värttinäsolut, jotka tehostavat sukusolujen kuljetusta, ja sekretoriset solut, jotka erittävät limaa. Käyttämällä lievää muutosta erilaistumisprotokollaan suoliston kantasoluja, pitkän aikavälin ALI-viljellyt oviduktaalinen kantasoluja synnytti 3D arkkitehtuuri, joka sisältää sekä ciliated ja eritys solut, joka muistutti in vivo epiteelin rakenne . Kyky tuottaa kantasolupopulaatiosta epiteelilinjoja oikeiden solutyyppien kanssa voisi olla hyödyllinen työkalu fysiologisen epiteelikehityksen ja homeostaasin tutkimiseen ja akuutin ja kroonisen sairauden mallien kehittämiseen in vitro.
Syöpäsoluviljelmä
siitä lähtien, kun ensimmäinen syöpäsolulinja, HeLa-solulinja , perustettiin kohdunkaulasyöpäpotilaasta vuonna 1951, monista eri syöpätyypeistä muodostettuja syöpäsolulinjoja on käytetty laajalti syövän patobiologian tutkimiseen, ja ne ovat tarjonneet mahdollisuuksia tuottaa in vivo ksenografttimalleja ja testata syöpälääkkeitä in vitro ja In vivo. Vaikka valtava edistysaskeleet on tehty syöpäbiologian käyttäen syöpäsolulinjoja, saadut tulokset käyttämällä näitä soluja ei ehkä riittävästi kuvastaa monimutkaisuus taudin alun perin odotettu, koska syöpä osoittaa interpatiation ja intratumor heterogeenisuus, kuten käy ilmi viime edistysaskeleet seuraavan sukupolven sekvensointi . Jotta syövän fenotyypit, mukaan lukien potilaan geenimutaatiotilanne ja patologia, voitaisiin ottaa tarkemmin huomioon, welm ja kollegat kehittivät potilasjohdannaisia xenograft (PDX)-malleja rintasyövästä ei-diabeetikoilla, joilla oli vaikea yhdistetty immuunipuutos (Nod-SCID) hiirillä, jotka säilyttivät alkuperäisten kasvainten olennaiset ominaisuudet ja osoittivat metastaattista kykyä tiettyihin kohtiin . Rintasyöpämallin lisäksi erilaisten kiinteiden kasvainten perustaminen osoitti PDX-mallien toteutettavuuden, joiden odotetaan nopeuttavan uusien syöpähoitojen prekliinistä testausta ja auttavan ”personoidun lääketieteen”tavoitteen toteutumisessa.
aikuisten kantasolujen viljelymenetelmiä, kuten organoidi-ja syöttöjärjestelmiä, voidaan soveltaa myös erilaisiin lähestymistapoihin, joissa käytetään potilasperäisiä syöpäsoluja. Erityisesti Clevers ja kollegat raportoivat , että organoidikulttuuria voidaan käyttää haima -, eturauhas-ja paksusuolen syövän mallintamiseen ja osoittivat, että alkuperäiset syövän piirteet, mukaan lukien geneettinen heterogeenisuus ja huumeherkkyys, voidaan laskea uudelleen. Siksi he kutsuivat tätä järjestelmää ”eläväksi organoidibiopankiksi”. Näillä tekniikoilla voitaisiin myös eristää kantasolupopulaatio syövän esiasteesta, kuten Barrettin ruokatorvesta, joka on ihmisen ruokatorven adenokarsinooman esiaste . Eristetyt ja laajentuneet Barrettin ruokatorven kantasolut muunnettiin ottamalla käyttöön SV40 large T antigen, hTERT, ja C-myc ja ksenograftattiin immuunipuutteisiksi NSG-hiiriksi (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SZJ). Odotetusti Barrettin ruokatorven kantasolut muuttuivat hiirillä ruokatorven adenokarsinooman kaltaisiksi kasvaimiksi. Samanlainen lähestymistapa osoitti, että ihmisen oviduktaaliset kantasolut olivat alkuperäsolu korkea-asteisessa seroosissa munasarjaepiteelisyövässä . Tämä havainto vahvistaa ihmisen patologiaa ja siirtogeenistä hiirimallia, joka osoitti, että distaalinen oviduktaaliepiteeli on tämän syövän alkuperäkudos . Yhdessä CRISPR / Cas9-järjestelmän kanssa normaalit paksusuolen kantasolut muunnettiin peräkkäin ottamalla käyttöön kuljettajamutaatiot, joita usein havaitaan kolorektaalisyövässä . Tuloksena olevien solujen annettiin muodostaa ksenograftteja munuaiskapselissa, ja niissä ilmeni etenevää muuntumista adenokarsinooman kaltaisiksi fenotyypeiksi, joille oli ominaista invasiiviset ja metastaattiset ominaisuudet. Kaiken kaikkiaan kyky eristää ja viljellä soluja kasvain-ja potilaskohtaisista normaaleista epiteelikudoksista helpottaa sellaisen alustan tuotantoa, joka paitsi täydentää klassista in vivo-eläintyötä syöpäbiologian alalla, myös helpottaa potilaskohtaista genetiikkaa ja genomiikan lähestymistapoja in vitro.
tulehdussairauden mallinnus aikuisten kantasoluilla
ihmisen taudin mallinnus on estynyt ihmisen sairaiden kudosten rajallisen saatavuuden vuoksi. Aikuisten kantasolujen viljelyssä saavutetut edistysaskeleet ovat kuitenkin mahdollistaneet sairauksien fenotyyppien lisääntymisen in vitro laajentamalla kantasoluja ja synnyttämällä kypsiä solutyyppejä pienistä ihmisen koepalanäytteistä. Koska 3D-viljelymenetelmät, kuten ALI-ja organoidiviljely, tuottavat rakenteita, jotka koostuvat useista solutyypeistä ja muistuttavat in vivo havaittua epiteeliarkkitehtuuria, niiden pitäisi soveltua tulehdussairauksien, myös infektiosairauksien ja perinnöllisten sairauksien, tutkimiseen. Erityisesti taudin fenotyypin toistaminen on yksinkertaista, kun taudinaiheuttaja (tai pääsyy) ja kohdennettu solutyyppi tunnetaan.
pseudomembranoottinen koliitti (PMC) johtuu Clostridium difficile (C. difficile) – bakteerin suhteettoman suuresta populaatiosta antibioottihoidon jälkeen. C. difficile on grampositiivinen, itiöitä muodostava bakteeri, ja tuottaa suurimolekyylisiä painomyrkkyjä TcdA ja TcdB, jotka aiheuttavat nesteen eritystä, tulehdusta ja paksusuolen kudosvaurioita. Ali-viljelmässä klonogeenisista koolon kantasoluista erilaistuneet koolon epiteelisolut haastettiin näillä myrkyillä, jotka aiheuttivat tuhoisia epiteelivaurioita aika-ja annosriippuvaisesti. Tämä tulos osoitti, että 3D-viljelmämallia voidaan käyttää edustamaan C. difficile-patologiaa . Samoin tutkittiin kroonista gastriittia, mahahaavaa ja syöpää aiheuttavan Helicobacter pylori-infektion (H. pylori) vaikutusta mikroinjektoimalla H. pylori organoidiviljelmiin. Bakteerien infektoimissa organoidiviljelmissä esiintyi lisääntynyttä tulehdusta, kuten NF-kB: n aktivaatiota ja IL8: n induktiota, ja IL8: n ilmentymä oli huomattavasti suurempi rauhastyyppisissä organoidiviljelmissä kuin pit-tyyppisissä organoidiviljelmissä .
aikuisten kantasoluja on käytetty myös perinnöllisen sairauden mallintamiseen. Beekman ja kollegat raportoivat kystisestä fibroosista (CF) johdetusta suoliston organoidiviljelmästä. CF: n aiheuttavat mutaatiot kystisessä fibroosissa transmembraanikonduktanssisäätelijässä (CFTR), joka ilmenee normaalisti monien elinten, kuten keuhkojen ja ruuansulatuskudosten epiteelisoluissa. Vaikka normaali suoliston organoidiviljelmät näytteillä vankka turvotus vastauksena Forskoliini -, turvotus vastaus ei havaittu CF organoidiviljelmissä . Lisäksi kun CFTR-lokusta korjattiin CRISPR/Cas9-tekniikalla CF-potilaiden suoliston organoideissa, korjattujen geenien osoitettiin toimivan toiminnallisesti . Siksi aikuisten kantasolujen in vitro-erilaistuminen, joka muistuttaa in vivo-fenotyyppejä, joissa on useita solutyyppejä yhdessä geenieditointitekniikoiden kanssa, tarjoaa tehokkaita keinoja ihmisen sairauksien hoitoon ja voi tarjota suoraa tietoa ihmisen patologiasta.
epiteelikantasolujen käyttö regeneratiivisessa lääketieteessä
huolimatta lupaavista strategioista, joissa käytetään ihmisalkion kantasoluja (es) ja indusoituja pluripotentteja kantasoluja (iPS) regeneratiivisen lääketieteen sovelluksissa, näiden strategioiden kliinisiä tutkimuksia on käynnissä vain vähän, mikä johtuu osittain sukujuurien määrittelyyn liittyvistä vaikeuksista ja kasvainten mahdollisuudesta. Koska aikuisten kantasolut ovat pääosin sitoutuneita tiettyihin kudostyyppeihin, aiottujen solutyyppien tuottaminen on suhteellisen helppoa ja tuumorigeneesin mahdollinen riski on pieni. Siksi terapeuttisilla lähestymistavoilla pyritään käyttämään aikuisten kantasoluja solulähteenä elinsiirrossa. Vaikka Green ja kollegat perustivat ihmisen keratinosyyttiviljelymenetelmän vuonna 1975 ja viljellyt solut voitiin siirtää potilaille, joilla oli palovammoja tai kemiallisia vammoja, muunlaisten aikuisten kantasolujen pitkäaikaiselle viljelylle asetettiin merkittäviä teknisiä esteitä. Kuten edellä on kuvattu, viimeaikaiset tekniset edistysaskeleet voittivat tämän rajoituksen erilaisten epiteelisolujen osalta. Siksi kyky laajentaa kantasolupopulaatioita nopeasti ja tehokkaasti on arvokasta niiden hyödyntämiseksi regeneratiivisessa lääketieteessä.
esimerkiksi hiiren lgr5 + -koolon kantasoluja on laajennettu organoidiviljelmässä ja siirretty vaurioituneeseen hiiren paksusuoleen, ja engrafled-solut, jotka kykenivät uusiutumaan ja erilaistumaan, havaittiin vielä 25 viikon kuluttua . Toisenlaisessa lähestymistavassa Zhang K ja kollegat valjastivat muokattuja aikuisten kantasoluja elinsiirtotutkimukseen. Ensin he onnistuivat viljelemään sarveiskalvon epiteelisoluja astiassa, jossa ei ollut syöttösoluja, ja sitten he havaitsivat, että Pax6 on keskeinen transkriptiotekijä, joka erottaa sarveiskalvon kantasolut (CSCs) ihon keratinosyyteistä. Yllättäen keratinosyyttien pax6-yliekspressio indusoi limbaalisia kantasoluja muistuttavia soluja, ja nämä solut voitiin siirtää kaniinien vahingoittuneisiin sarveiskalvoihin . Koska keratinosyytit ovat helpommin saatavilla kuin CSCs, tätä menetelmää voidaan soveltaa ihmisen silmäsairauden hoitoon. Viime aikoina Liu et al. raportoitu houkutteleva lähestymistapa kudosten korjaus ja uudistaminen, joka käyttää endogeenisiä kantasoluja. Heidän tutkimuksessaan pax6: ta ja Bmi1: tä ilmentäville linssin epiteelikantasoluille (lecs) oli ominaista regeneratiivinen potentiaali in vivo. Käytettiin kirurgista kaihinpoistomenetelmää, joka säilyttää endogeeniset less: t, ja nämä less: t edistivät kaniinien, makakien ja ihmislasten visuaalista toimintaa omaavien linssien spontaania uusiutumista. Tämä menetelmä voisi olla terapeuttinen läpimurto kaihihoidossa ja mahdollisesti korvata keinotekoisen silmänsisäisen mykiön istutuksen .
monien epiteelisolujen suuren vaihtuvuuden vuoksi kantasolupopulaatioiden siirtäminen on välttämätöntä kudosten pitkäaikaisessa ylläpidossa. Teoriassa yksi kantasolu voi palauttaa kokonaisia kudoksia, ja useat tutkimusryhmät osoittivat tämän käsityksen empiirisesti . Huolimatta pluripotenttien kantasolujen (PSC) potentiaalista, joka voi synnyttää kaikkia solutyyppejä, PSC: stä johdettuja kudoksen kantasoluja ei todennäköisesti voida ylläpitää epäkypsässä tilassa in vitro. Siksi aikuisten kantasolujen käyttö regeneratiivisessa lääketieteessä on merkittävä etu.