诱导多能干细胞来源的神经细胞模型的应用

doi:10.4103/1673-5374.211180

摘要/Abstract

摘要：

Yamanako及其同事的研究表明，多种具有分化潜力的体细胞可重新编程为诱导多能干细胞（iPSC）。最常见的是，成纤维细胞或外周血单核细胞（PBMC），可从具有神经变性疾病的患者中获取，并用于制备iPSC衍生的神经细胞以研究疾病病理学。重编程方法需要4个转录因子（KLF4，c-MYC，OCT4和SOX2）来重置胚胎状态。然后可以通过向细胞培养基中加入必要的生长/分化蛋白和辅因子来将iPSC克隆转化为特定的细胞分化类型。

iPSCs特别适用于只能从尸体解剖材料获得人神经元和其他脑细胞研究。使用患者衍生的iPSC可以让研究人员创建定义的神经元群体，以适应研究需求。使用iPSC技术，神经变性和神经发育障碍研究的相关模型是特别容易建立的，因为分化细胞类型可以提供患者基因组背景用以研究疾病病因。当没有适当的动物模型可用时，iPSC衍生的细胞模型也可以克服这一障碍，并提供模拟神经元亚型如胶质细胞和星形胶质细胞的能力。因此，细胞和分子表型可以推动神经精神病学、神经发育和神经变性疾病需要能够概括病理学的遗传原因并产生用于研究的靶细胞类型的人神经元细胞模型。文中回顾了获得完全表征人体iPSC和神经元的方法，以促进神经变性或神经发育疾病研究的发展。

Abstract:

The ability to use induced pluripotent stem cells (iPSC) to model brain diseases is a powerful tool for unraveling mechanistic alterations in these disorders. Rodent models of brain diseases have spurred understanding of pathology but the concern arises that they may not recapitulate the full spectrum of neuron disruptions associated with human neuropathology. iPSC derived neurons, or other neural cell types, provide the ability to access pathology in cells derived directly from a patient’s blood sample or skin biopsy where availability of brain tissue is limiting. Thus, utilization of iPSC to study brain diseases provides an unlimited resource for disease modelling but may also be used for drug screening for effective therapies and may potentially be used to regenerate aged or damaged cells in the future. Many brain diseases across the spectrum of neurodevelopment, neurodegenerative and neuropsychiatric are being approached by iPSC models. The goal of an iPSC based disease model is to identify a cellular phenotype that discriminates the disease-bearing cells from the control cells. In this mini-review, the importance of iPSC cell models validated for pluripotency, germline competency and function assessments is discussed. Selected examples for the variety of brain diseases that are being approached by iPSC technology to discover or establish the molecular basis of the neuropathology are discussed.

Key words: induced pluripotent stem cells, neuron cell models, brain diseases, molecular mechanisms, therapeutics, translational medicine

. 诱导多能干细胞来源的神经细胞模型的应用[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2017, 12(7): 1062-1067.

Cindy E. McKinney. Using induced pluripotent stem cells derived neurons to model brain diseases[J]. Neural Regeneration Research, 2017, 12(7): 1062-1067.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

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美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

美国生物学文摘数据库（BIOSIS previews, BP）

美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

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波兰《哥伯尼索引》（Index of Copurnicus, IC）

OvidSP平台数据库

中国科学引文数据库（CSCD）

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延伸阅读

Neural Regen Res：诱导多能干细胞来源的神经细胞模型的应用

来自美国爱德华大学的首席研究员Cindy E. McKinney，在最近的一次研究中，回顾了获得完全表征人体iPSC和神经元的方法，以促进神经变性或神经发育疾病研究的发展。

文章发表于《中国神经再生研究（英文版）》杂志2017年第7期。

Article: " Using induced pluripotent stem cells derived neurons to model brain diseases " by Cindy E. McKinney (iPSC Lab/Edward Via College of Osteopathic Medicine and The Gibbs Research Institute, Spartanburg, SC, USA)

McKinney CE (2017) Using induced pluripotent stem cells derived neurons to model brain diseases. Neural Regen Res 12(7):1062-1067.