Comparing in vitro human liver models to in vivo human liver using RNA-Seq.

Autores de IIS La Fe
Participantes ajenos a IIS La Fe
- Gupta R
- Schrooders Y
- Hauser D
- van Herwijnen M
- Albrecht W
- Ter Braak B
- Brecklinghaus T
- Elenschneider L
- Escher S
- Guye P
- Hengstler JG
- Ghallab A
- Hansen T
- Leist M
- Maclennan R
- Moritz W
- Tricot T
- Verfaillie C
- Walker P
- van de Water B
- Kleinjans J
- Caiment F
Grupos
Abstract
The liver plays an important role in xenobiotic metabolism and represents a primary target for toxic substances. Many different in vitro cell models have been developed in the past decades. In this study, we used RNA-sequencing (RNA-Seq) to analyze the following human in vitro liver cell models in comparison to human liver tissue: cancer-derived cell lines (HepG2, HepaRG 3D), induced pluripotent stem cell-derived hepatocyte-like cells (iPSC-HLCs), cancerous human liver-derived assays (hPCLiS, human precision cut liver slices), non-cancerous human liver-derived assays (PHH, primary human hepatocytes) and 3D liver microtissues. First, using CellNet, we analyzed whether these liver in vitro cell models were indeed classified as liver, based on their baseline expression profile and gene regulatory networks (GRN). More comprehensive analyses using non-differentially expressed genes (non-DEGs) and differential transcript usage (DTU) were applied to assess the coverage for important liver pathways. Through different analyses, we noticed that 3D liver microtissues exhibited a high similarity with in vivo liver, in terms of CellNet (C/T score: 0.98), non-DEGs (10,363) and pathway coverage (highest for 19 out of 20 liver specific pathways shown) at the beginning of the incubation period (0 h) followed by a decrease during long-term incubation for 168 and 336 h. PHH also showed a high degree of similarity with human liver tissue and allowed stable conditions for a short-term cultivation period of 24 h. Using the same metrics, HepG2 cells illustrated the lowest similarity (C/T: 0.51, non-DEGs: 5623, and pathways coverage: least for 7 out of 20) with human liver tissue. The HepG2 are widely used in hepatotoxicity studies, however, due to their lower similarity, they should be used with caution. HepaRG models, iPSC-HLCs, and hPCLiS ranged clearly behind microtissues and PHH but showed higher similarity to human liver tissue than HepG2 cells. In conclusion, this study offers a resource of RNA-Seq data of several biological replicates of human liver cell models in vitro compared to human liver tissue.
Datos de la publicación
- ISSN/ISSNe:
- 0340-5761, 1432-0738
- Tipo:
- Article
- Páginas:
- 573-589
- Factor de Impacto:
- 1,264 SCImago ℠
- Cuartil:
- Q1 SCImago ℠
ARCHIVES OF TOXICOLOGY SPRINGER HEIDELBERG
Citas Recibidas en Web of Science: 40
Documentos
- No hay documentos
Filiaciones
Keywords
- CellNet, In vitro liver, In vivo liver, Non-DEGs, Non-DEGsDTU-, Pathway coverage, RNA-seq
Proyectos asociados
DESARROLLO DE UN MODELO HEPATOCELULAR HUMANO DIFERENCIADO PARA ESTUDIOS DE METABOLISMO Y POTENCIAL INDUCTOR DE NUEVOS FARMACOS
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
SAF2003-09353 . 2003
A-CUTE-TOX
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
LSHB-CT-2004-512051-ACUTE TOX . FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2005
DESARROLLO DE NUEVAS ESTRATEGIAS DIAGNOSTICAS BASADAS EN EL ESTUDIO DE LA CAPACIDAD METABOLIZANTE DE LA PIEL Y DEL PAPEL DE LAS CELULAS DENDITRICAS EN LA INDUCCION DE LAS REACCIONES ALERGICAS FRENTE A FARMACOS
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
PARTIC PI05/2290 - FUND IMABIS . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACION FIMABIS . 2007
DEVELOPMENT OF A HIGH THROUGHPUT GENOMICS-BASED TEST FOR ASSESSING GENOTOXIC AND CARCINOGENIC PROPERTIES OF CHEMICAL COMPOUNDS IN VITRO
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
CARCINOGENOMICS . COMISION EUROPEA . 2006
LINTOP
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
LSHB-CT-2006-037499 - LINTOP . FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2005
MECANISMOS TRNACRIPCIONALES IMPLICADOS EN LA ETIOLOGIA DEL HIGADO GRASO NO ALCOHOLICO. ESTUDIOS EN UN MODELO CELULAR HUMANO DE ESTEATOSIS Y APLICACION AL TRANSPLANTE DE HEPATOCITOS EN TERAPIA CELULAR.
Investigador Principal: RAMIRO JOVER ATIENZA
PI07/0550 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2007
TU HOSPITAL INVESTIGA PARA TI
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
CCT005-07-00936 . 2007
PROYECTO CAIBER
CAI08/01/0061 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2009
FORINVITOX
Investigador Principal: MARÍA JOSÉ GÓMEZ-LECHÓN MOLINER
FORINVITOX 1, START UP 2 . REMA; UNIVERSIDAD AUTONOMA BARCELONA; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2008
RED DE INNOVACION EN TECNOLOGIAS MEDICAS Y SANITARIAS - RED ITEMAS
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
RD09/0077/00156 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2010
CREACION Y MEJORA DE INFRAESTRUCTURAS EN MEDICINA REGENERATIVA
Investigador Principal: FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA
PLE2009-0141 ACI-PLAN E . MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACION; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2009
MECANISMOS TRANSCRIPCIONALES IMPLICADOS EN EL HIGADO GRASO NO ALCOHOLICO DE ORIGEN METABOLICO E IATROGENICO: INFLUENCIA DE LA RESISTENCIA A LA INSULINA
Investigador Principal: RAMIRO JOVER ATIENZA
PI10/00194 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2010
METABONOMICA Y CITOMICA COMO NUEVOS PARADIGMAS Y ESTRATEGIAS EXPERIMENTALES PARA EL ESTUDIO DE LOS MECANISMOS DE HEPATOTOXICIDAD DE FARMACOS, PREDICCION DE SU POTENCIAL HEPATOTOXICO Y LA TRANSICION DE HEPATITIS I ATROGENICA A AUTOINMUNE.
Investigador Principal: MARÍA TERESA DONATO MARTÍN
PI10/00923 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2010
INNOVALIV: INNOVATIVE STRATEGIES TO GENERATE HUMAN HEPATOCYTES FOR TREATMENT OF METABOLIC LIVER DISEASES: TOOLS FOR PERSONALIZED CELL THERAPY
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
278152_INNOVALIV_PE_CASTELL_FP7-HEALTH-2011-two-st . COMISION EUROPEA . 2011
PROGRAMA DE TECNICO DE APOYO. MODALIDAD EMPRESAS
Investigador Principal: FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA
PTA2012-8060-E . MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD . 2013
SOLICITUD DE CENTRO I+D RAMON Y CAJAL
Investigador Principal: MARÍA ÁNGELES TORMO MAS
RYC-2012-12246 . MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2014
APROXIMACIONES METABONÓMICAS PARA EL ESTUDIO DE LA HEPATOTOXICIDAD IDIOSINCRÁSICA CON BASE METABÓLICA Y LA IDENTIFICACIÓN DEL AGENTE CAUSAL.
Investigador Principal: MARÍA TERESA DONATO MARTÍN
PI13/00986 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2014
ESTEATOSIS HEPÁTICA POR MEDICAMENTOS: NUEVOS MECANISMOS Y BIOMARCADORES APLICABLES AL DESARROLLO FARMACÉUTICO Y A UNA TERAPIA MÁS RACIONAL EN PACIENTES CON SÍNDROME METABÓLICO.
Investigador Principal: RAMIRO JOVER ATIENZA
PI13/01470 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2014
PLATAFORMA DE INNOVACION EN TECNOLOGIAS MEDICAS Y SANITARIAS - ITEMAS
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
PT13/0006/0020 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2014
PLATAFORMA DE UNIDADES DE INVESTIGACION CLINICA Y ENSAYOS CLINICOS
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
PT13/0002/0032 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2014
DESARROLLO DE UNA ESTRATEGIA BASADA EN ANÁLISIS METABOLÓMICO PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL HÍGADO DONANTE ANTES DE SU IMPLANTE. VALIDACIÓN CLÍNICA MEDIANTE ESTUDIO MULTICÉNTRICO PROSPECTIVO.
PI14/00026 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2015
ADQUISICIÓN DE UNA PLATAFORMA BIG DATA PARA EL ANÁLISIS Y LA GESTIÓN DE DATOS MULTI-ÓMICOS Y CLÍNICOS ORIENTADA A LA MEDICINA DE PRECISIÓN.
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
FUFE15-EE-3906 . MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD . 2016
HEPATOTOXICIDAD IDIOSINCRÁSICA POR FÁRMACOS: ESTRATEGIAS IN VITRO PARA DIAGNÓSTICO RETROSPECTIVO, ATRIBUCIÓN DE LA CAUSALIDAD Y EVALUACIÓN DEL POTENCIAL RIESGO CLÍNICO EN PACIENTES SUSCEPTIBLES.
Investigador Principal: MARÍA TERESA DONATO MARTÍN
PI16/00333 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2017
Nuevos mecanismos y biomarcadores diagnósticos en la colestasis iatrogénica.
Investigador Principal: RAMIRO JOVER ATIENZA
PI17/01089 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2018
Desarrollo de modelos celulares personalizados para el estudio in vitro de la hepatotoxicidad idiosincrásica.
Investigador Principal: MARÍA TERESA DONATO MARTÍN
ACIF/2018/257 . CONSELLERIA DE EDUCACION . 2018
EUTOXRISK21. AN INTEGRATED EUROPEAN ‘FLAGSHIP’ PROGRAM DRIVING MECHANISM-BASED.
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
681002_EUTOXRISK_CASTELL_H2020-PHC-33-2015 . COMISION EUROPEA . 2016
Evaluación preclínica de nuevas fuentes celulares y biomateriales en terapia celular para el tratamiento metabolopatías congénitas y fallo hepático.
Investigador Principal: LAIA TOLOSA PARDO
PI18/00993 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2019
Tu hospital investiga RRI.
Investigador Principal: ANA ISABEL JUAN ROCH
FCT-18-14018 . FUNDACION ESPAÑOLA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA . 2019
IMPROVING FEASIBILITY OF LIVER CELL THERAPY: NEW CELL SOURCES AND STRATEGIES TO IMPROVE THE CLINICAL OUTCOME. (PROYECTO)
Investigador Principal: LAIA TOLOSA PARDO
CP16/00097 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2017
ESTANCIA DE PERSONAL INVESTIGADOR DOCTOR EN CENTROS DE INVESTIGACION RADICADOS FUERA DE LA COMUNIDAD VALENCIANA. Laia Tolosa Pardo
Investigador Principal: LAIA TOLOSA PARDO
BEST2020/144 . CONSELLERIA DE EDUCACION . 2020
ESTUDIO DE LA TOXICIDAD EN PLASMA INDUCIDA POR AGENTES QUIMIOTERÁPICOS.
Investigador Principal: JOSÉ ANASTASIO MONTERO ARGUDO
CARDIOTOX CLÍNICO
ENSAYO CLÍNICO PILOTO FASE I/IIA PARA DETERMINAR CONDICIONES, DOSIS MÍNIMA Y EFECTIVIDAD DE UN TEST DE FUNCIÓN HEPÁTICA (HEPATOTEST).
Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL
IIS-HEPA-TEST . 2014
Cita
Gupta R,Schrooders Y,Hauser D,van M,Albrecht W,Ter B,Brecklinghaus T,Castell JV,Elenschneider L,Escher S,Guye P,Hengstler JG,Ghallab A,Hansen T,Leist M,Maclennan R,Moritz W,Tolosa L,Tricot T,Verfaillie C,Walker P,van de Water B,Kleinjans J,Caiment F. Comparing in vitro human liver models to in vivo human liver using RNA-Seq. Arch Toxicol. 2020. 95. (2):p. 573-589. IF:5,153. (1).