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NX One hiPSC 单细胞分选
人类诱导性多能干细胞 (iPSC) 在再生医学和疾病建模方面具有巨大的意义和潜力。这些细胞来源于成人体细胞，如皮肤或血细胞，可以重新编程以恢复到多能状态，从而使它们能够分化成人体中的任何细胞类型 ( Mahajani 等人，2019 年)。研究人员可以将 CRISPR 基因编辑技术与患者来源的 iPSC 结合使用，以研究各种遗传疾病的潜在机制，从而开发个性化治疗方法。随着全球实验室不断改进生成、模式化和利用 iPSC 的技术，它们对医学和生物技术的影响将呈指数级增长，为解决众多健康挑战提供新途径。
使用HIPSC解释了对蒽环类药物诱导的心脏毒性
蒽环类家族的抗癌药通常与引起心脏毒性的潜力有关。解决了为什么特定患者倾向于蒽环类诱导的心脏毒性（AIC）的问题，研究人员进行了大量的药物基因组学研究，并记录了与AIC相关的60多个基因座。迄今为止，这些已确定的基因座都没有被发展为FDA批准的生物标志物，用于常规临床实践。随着人类诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞，测序技术和基因组编辑技术的进步，与AIC相关的变体现在可以在人类模型中得到验证。在这里，我们从与AIC相关的已知遗传变异方面进行了全面概述，从人体诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞如何使用来帮助更好地解释对AIC的基因组偏爱。
衍生自HIPSC的生物工程血管
图1 HIPSC用具有常见MSC 324标记的MSC表型分化为细胞。显示了MSC分化协议的示意图（a）。在HIPSC-IMSCS（B）的分化过程中，观察到326（B）的MSC标记基因THY1（CD90），NT5E（CD73）和ENG（CD105）的折叠基因表达325。 常见MSC阳性标记的直方图为327（c）（C），并且在36天36天后，也可以通过流式细胞仪（C-I至C-III）注意CD90，CD73和CD105阳性的细胞百分比，当IMSC被得出时，也可以通过流式细胞仪（C-I至C-III）进行注意。 329数据显着性表示为***p≤0.001和****p≤0.0001（n = 3）。 330折叠基因表达325。常见MSC阳性标记的直方图为327（c）（C），并且在36天36天后，也可以通过流式细胞仪（C-I至C-III）注意CD90，CD73和CD105阳性的细胞百分比，当IMSC被得出时，也可以通过流式细胞仪（C-I至C-III）进行注意。329数据显着性表示为***p≤0.001和****p≤0.0001（n = 3）。330
mybpc3（c.194c> t）突变介导的RYR2功能障碍有助于HIPSC建模揭示的扩张心肌病的致病性表型
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hiPSC 中的敲除/SNP 敲入方案
基因工程将细胞置于选择压力之下，需要几轮细胞倍增才能获得编辑后的克隆。因此，为避免基因组不稳定性积累，我们建议使用解冻后 2-3 次传代的细胞，尽可能接近质量测试过的细胞库。我们还建议在缺氧条件下（37 C/5% CO 2 /5% O 2 ）维护 hiPSC 并进行基因编辑实验，因为在缺氧条件下培养 hiPSC 有几个优点，包括增强多能性、增加增殖、减少氧化应激、提高重编程效率、更好的分化潜力和低遗传不稳定性频率。2、3 这些好处可以提高 hiPSC 的质量和功能，这对于再生医学和疾病建模中的下游应用至关重要。Vallone 等人描述了描述板涂层、细胞维护以及酶促和非酶促解离的一般方案。4
整合 CRISPR 工程和 hiPSC 衍生的 2D 疾病建模系统
人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 彻底改变了人类疾病的研究，特别是神经退行性疾病和精神疾病，使人们能够研究疾病风险和起始机制，而这些机制原本是无法获得的针对特定患者的细胞。如今，CRISPR 工程方法与基于 hiPSC 的模型相结合，可以实现人类神经元和神经胶质细胞的精确同源比较。本综述旨在为有兴趣将其研究成果转化为基于 hiPSC 的研究的神经科学家和临床医生提供指导。它提供了最先进的方法来应对人类体外疾病模型所特有的挑战，特别是供体间和供体内的差异性，以及神经元成熟度和回路复杂性的限制。最后，我们详细概述了该领域提供的巨大可能性，重点介绍了主要脑细胞类型的有效神经分化和诱导策略，并提供了将基于 CRISPR 的方法整合到研究设计中的观点。基于 hiPSC 的疾病建模、CRISPR 技术和高通量方法的结合有望推进我们的科学知识并加速药物发现的进展。
人类 iPSC 亚型定向分化为心房和心室心肌细胞
15. 将 Matrigel 包被的培养板和 hiPSC 培养基预热至 20-25 C。16. 从预包被的培养板中吸出 Matrigel 并加入 hiPSC 培养基（6 孔板每孔 2 ml）。17. 将 9 ml hiPSC 培养基加入到 15 ml 离心管中。18. 将低温小瓶直接转移到 37 C 水浴中并观察解冻过程。当管中大部分内容物解冻并仅剩下一小块冰时，迅速取出并用 70％ 乙醇彻底清洗。19. 小心地将细胞逐滴转移到准备好的带有培养基的 15 ml 离心管中。以 200 3 g 的速度离心 5 分钟。20. 小心吸出上清液。将沉淀物悬浮在 hiPSC 培养基（例如 1 ml）中，并接种到准备好的 Matrigel 包被的培养板上。前 24 小时加入 1 ml/ml 2 mM Thiazovivin（最终浓度 2 m M）。21. 如果 24 小时后细胞附着良好，则用 hiPSC 培养基更换培养基。如果附着力较低，再加入 1 ml/ml 2 mM Thiazovivin（最终浓度 2 m M），培养 24 小时。从第二天开始，每天更换培养基，每孔（6 孔）加入 2 ml hiPSC 培养基。继续“hiPSC 传代和维护”，步骤 1-8。
在 IPSC 衍生的神经元中筛选阿尔茨海默病相关表型的修饰因子 | Charles River
hiPSC 培养：来自健康受试者的 hiPSC 系来自再生医学计划，AD hiPSC 来自 Coriell。通过 Sanger 测序和液滴数字 PCR 确认存在家族性突变。在创建主细胞库和工作细胞库之前，对所有细胞进行了活力、无菌性、细胞系身份、核型和多能性标志物表达测试。hiPSC 在基质胶上培养，如 StemCell Technologies（mTeSRTM1 手册中的人类多能干细胞维护）所述，使用 mTeSR1 作为细胞培养基和温和的解离剂进行传代。如果观察到自发分化，则使用 ReLeaSer（StemCell Technologies）来维持未分化培养。 NGN2 诱导的稳定 iPSC 的生成：健康对照和 AD 供体的 hiPSC 被编码 NGN2 的慢病毒转导，并在预定浓度的抗生素选择下放置 10 天，以生成可诱导表达 NGN2 的 hiPSC 多克隆稳定池。NGN2 稳定的 iPSC 向皮质神经元的分化：将 hiPSC 重新接种为单细胞，并通过添加强力霉素诱导 NGN2 的表达，以将 iPSC 分化为神经元前体 (NPC)。单次接种和诱导 NGN2 4 天后，将 NPC 用胰蛋白酶消化并重新接种到 PLO/matrigel 包被的 96 孔板中，密度为 30,000 个细胞/cm 2 。在 NPC 接种 2 天后，用预定的最佳浓度的 Ara-C 处理培养物以防止星形胶质细胞的出现。
导航人星形细胞分化
星形胶质细胞在神经元网络开发中起关键作用。尽管星形胶质细胞在神经系统疾病的病理生理中的作用众所周知，但人类诱导的多能干细胞（HIPSC）衍生的星形胶质细胞在神经元网络中的利用仍然有限。在这里，我们提出了一种简化的一步方案，用于直接将HIPSC分化为功能星形胶质细胞，而无需异位基因表达或神经祖细胞的产生。我们发现直接在商业星形胶质细胞培养基中培养HIPSC足以在五周内将HIPSC区分为功能性星形胶质细胞。验证30个HIPSC线的变化量的验证表现出一致的星形胶质细胞分化，并且批处理变量最小。我们通过免疫荧光，流环仪，RNA测序，谷氨酸摄取测定法和钙信号记录来证实hipsc-胃细胞单栽培的星形胶质细胞身份和功能。优化协议启用了与NGN2 HIPSC衍生的神经元（无神经元）的hipsc-astrocytes共同培养，从而促进了神经元分化和突触形成。最后，我们使用了单细胞电生理学和多电极阵列来确认5周大的HIPSC-胃细胞和Ineuron共培养的稳健神经元网络的发展。该方案提供了一种快速有效的方法来建立全人类星形胶质细胞神经元共培养，从而促进了对疾病发病机理的细胞类型特异性贡献的研究。虽然在多个HIPSC系列中进行了验证，但我们积极鼓励研究人员测试并提供有关此协议的反馈，以增强其对未来迭代的验证。
使用患者来源的诱导性多能干细胞研究神经精神疾病的机会和局限性
神经精神疾病影响着全球很大一部分人口，迫切需要了解这些毁灭性疾病的发病机制并开发新的和改进的治疗方法。然而，多样化的症状加上复杂的多基因病因，以及人类大脑中与疾病相关的细胞类型的有限获取，是机械疾病研究的主要障碍。传统的动物模型，如啮齿动物，受到大脑发育、结构和功能固有物种差异的限制。人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 技术的进步为神经精神疾病的新发现提供了平台。首先，基于 hiPSC 的疾病模型使在分子、细胞和结构层面上对精神疾病进行前所未有的研究成为可能。其次，来自已知遗传、症状和药物反应特征的患者 hiPSC 提供了重现相关细胞类型发病机制的机会，并为了解疾病机制和开发有效治疗方法提供了新方法。第三，基因组编辑技术扩展了 hiPSC 生成模型的潜力，以阐明罕见单基因和复杂多基因精神疾病的遗传基础，并确定基因型和表型之间的因果关系。本文我们回顾了使用各种 hiPSC 衍生模型系统研究精神疾病的机会和局限性。