诱导性多能干细胞 (iPSC) 已成为细胞疗法的革命性工具,因为它们能够分化成各种细胞类型、供应无限,并且具有作为现成细胞产品的潜力。iPSC 衍生免疫细胞的新进展产生了强大的 iNK 和 iT 细胞,它们在动物模型和临床试验中表现出对癌细胞的强大杀伤力。随着先进的基因组编辑技术的出现,高度工程化的细胞得以开发,我们在此概述了 12 种设计 iPSC 的策略,以克服当前基于细胞的免疫疗法的局限性和挑战,包括安全开关、隐形编辑、避免移植物抗宿主病 (GvHD)、靶向、减少淋巴细胞耗竭、有效分化、提高体内持久性、干细胞、代谢适应性、归巢/运输以及克服抑制性肿瘤微环境和基质细胞屏障。随着先进基因组编辑技术的发展,现在可以将较大的 DNA 序列插入精确的基因组位置,而无需 DNA 双链断裂,从而实现多重敲除和插入。这些技术突破使得以前所未有的速度和效率设计复杂的细胞治疗产品成为可能。iPSC 衍生的 iNK、iT 和先进的基因编辑技术的结合提供了新的机遇,并可能为下一代细胞免疫疗法开启新时代。
诱导的多能干细胞(IPSC)源自使用四个Yamanaka转录因子对成年体细胞的重编程。自发现以来,干细胞(SC)领域就达到了重要的里程碑,并在疾病建模,药物发现和再生医学领域开设了多个门户。同时,聚类的定期插入短的短质体重复序列(CRISPR) - 相关蛋白9(CRISPR-CAS9)彻底改变了基因组工程的范围,从而允许产生遗传上修改的细胞系,并实现精确的基因组重组或随机插入/插入/删除的应用程序,用于使用WIREDIRESS,WIREDIRESS。心血管疾病代表着不断增加的社会问题,对潜在的细胞和分子机制的了解有限。IPSC分化为多种细胞类型与CRISPR-CAS9技术相结合的能力可以实现对潜在疗法的病理生理机制或药物筛查的系统研究。此外,这些技术可以通过调节靶向蛋白的表达或抑制来提供心血管组织工程(TE)方法的细胞平台,从而为设计新的细胞系和/或精细仿生生物仿生支架提供了可能性。本综述将重点介绍IPSC,CRISPR-CAS9的应用以及其在心血管TE领域的结合。特别是,将讨论此类技术的临床转换性,从疾病建模到药物筛查和TE应用。
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
遗传性视网膜营养不良(IRD)的特征是进行性光感受器变性和视力丧失。Usher综合征(USH)是一种综合征IRD,其特征是色素性视网膜炎(RP)和听力损失。USH在临床和基因上是异质的,最普遍的病因基因是USH2A。USH2A突变还解释了大量孤立的常染色体隐性RP(ARRP)病例。这种高预期是由于两个经常性的USH2A突变引起的,C.2276G> T和C.2299delg。由于USH2A cDNA的大尺寸,基因增强疗法是无法访问的。但是,CRISPR/CAS9介导的基因组编辑是可行的替代方法。我们使用了增强的链球菌链球菌(ESPCAS9)的特异性CAS9来成功实现诱导多能干细胞(IPSC)患者的两个最普遍的USH2A突变的无缝校正。我们的结果强调了促进ESPCAS9的高目标效率和特种型的功能。一致地,我们没有在校正后的IPSC中识别出任何非靶诱变,这些诱变也保留了多能性和遗传稳定性。此外,对USH2A表达的分析出乎意料地识别了与C.2276G> T和C.229999delg突变相关的异常mRNA水平,这些突变在校正后恢复。综上所述,我们有效的CRISPR/CAS9介导的USH2A突变校正策略为USH和ARRP患者提供了潜在治疗的希望。
摘要:在某些情况下,骨骼在骨折后无法完全愈合。这些情况之一是骨骼不足的临界大小骨缺损,骨骼无法自发治愈。在这种情况下,需要长时间的复杂骨折治疗,这具有并发症的相关风险。使用的常见方法,例如自体和同种异体移植物,并不总是会导致成功的治疗结果。当前增加骨形成以弥合缝隙的方法包括在骨折侧应用干细胞。大多数研究研究了间充质基质细胞的使用,但有关诱导多能干细胞(IPSC)的证据较少。在这项研究中,我们研究了小鼠IPSC负载的支架和脱细胞的支架的潜力,这些支架含有来自IPSC的细胞外基质,用于在小鼠模型中处理关键大小的骨缺损。体外分化,然后是艾丽丽莎林红染色和定量逆转录聚合酶链反应确认了IPSCS系的成骨分化潜力。随后,进行了使用小鼠模型(n = 12)进行临界骨缺损的体内试验,其中将PLGA/ACAP - 骨传导性支架移植到骨缺陷9周中。将三组(每组n = 4)定义为(1)仅骨连导支架(对照),(2)IPSC衍生的细胞外基质,将播种在支架上,(3)IPSC扎在脚手架上。IPSC种子PLGA/ACAP支架的移植可以改善小鼠关键大小骨缺损的骨再生。IPSC种子PLGA/ACAP支架的移植可以改善小鼠关键大小骨缺损的骨再生。Micro-CT和组织学分析表明,植入后9周后9周的骨骼体积诱导的成骨分化的IPSC随后诱导成骨分化导致骨骼体积高明显高于骨失位的支架。
众所周知,这是由于USH2A中存在“视网膜特异性”等位基因的原因。因此,出现至少一份视网膜特异性等位基因副本的患者将出现孤立的RP表型。高度复发的c.2276g> t突变是视网膜特异性等位基因(Lenassi等,2015)。在这里,我们报告了IPSC系列的生成,该患者从ARRP出现的患者和复合het erozygous c.2276g> t等位基因和另一个错位等位基因,C.7352 t> c,据我们所知,以前是未报告的。从患者皮肤活检中分离出人真皮成纤维细胞,并使用非整合性细胞调整-IPS 2.0 sendai重编程套件对重编程进行了重新编程。该套件包含仙台病毒(SEV)载体汽车,将OCT3/4,SOX2,KLF4和C-MYC转基因赋予了多脂能力。转变后三到四个星期,基于形态标准单独选择了类似IPSC的菌落。选择了Inmi005-A IPSC系列以进一步特征,因为它具有典型的IPSC菌落形态,该形态的紧密堆积的小细胞被尖锐的边界包围(图1 a)。使用逆转录(RT)-PCR确定外源载体的损失(图1 b)。通道12(p12)在SEV基因组和KLF4,KOS和C-MYC Cassettes的RT-PCR结果为阴性,类似于非转导的成纤维细胞,用作阴性对照。相比之下,被用作阳性对照的转导的成纤维细胞(纤维 + SEV)对四个靶标呈阳性。我们进行了
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自闭症谱系障碍 (ASD) 是由神经发育紊乱/改变导致的持续性疾病。ASD 的多因素病因及其众多并发症增加了确定其根本原因的难度,从而阻碍了有效疗法的开发。越来越多的动物和人类研究证据表明,表达小白蛋白 (PV) 的抑制性中间神经元的功能发生了改变,这是某些形式的 ASD 的共同且可能统一的途径。表达 PV 的中间神经元(简称:PVALB 神经元)与皮层网络活动的调节密切相关。它们特定的连接模式,即它们优先针对锥体细胞的周围区域和轴突起始段,以及它们的相互连接,使 PVALB 神经元能够发挥精细控制,例如,尖峰时间,从而产生和调节伽马范围内的节律,这对感官知觉和注意力很重要。诱导性多能干细胞 (iPSC) 和基因组编辑技术 (CRISPR/Cas9) 等新方法已被证明是了解神经发育和/或神经退行性疾病和神经精神疾病机制的宝贵工具。这些技术进步使得能够从 iPSC 生成 PVALB 神经元。标记这些神经元将允许追踪它们在发育过程中的命运,从前体细胞到分化(和功能性)的 PVALB 神经元。此外,它还可以使用来自健康供体或已知 ASD 风险基因突变的 ASD 患者的 iPSC 来更好地了解 PVALB 神经元的功能。在这篇概念论文中,简要讨论了希望能够更好地理解 PVALB 神经元功能的策略。我们设想,这种基于 iPSC 的方法与新兴(遗传)技术相结合,可以提供机会详细研究 PVALB 神经元和 PV 在“离体神经发育”过程中的作用。
人类诱导的多能干细胞(HIPSC)已在体外广泛使用,以模拟神经发育中的早期事件。由于存在许多缺点,先前的工作已经建立了移植到小鼠大脑后体内使用这些细胞的潜力。在这里,我们描述了一种系统的方法,用于分析小鼠脑中移植的HIPSC衍生神经元和神经胶质细胞。使用GCAMP6F表达人神经细胞的功能性两光子成像,我们定义并量化其自发活性的类似胚胎样特征。通过移植的详细电子显微镜(EM)来证实这一点。我们将其与神经元在体内长达7个月进行的突触发育有关。现在,可以进一步使用该系统,用于针对精神分裂症或自闭症谱系障碍(例如精神分裂症或自闭症)神经发育疾病的遗传或实验操纵。
†最后一位联合作者摘要Emery-Dreifuss肌肉营养不良1型(EDMD1)是由EMD基因突变引起的罕见遗传疾病,该突变编码编码核包膜蛋白Emerin。尽管了解了疾病的遗传基础,但肌肉和心脏发病机理的分子机制仍然难以捉摸。进展受患者衍生样品的可用性有限的限制,因此迫切需要人类特异性的细胞模型。在这项研究中,我们介绍了诱导多能干细胞(IPSC)系的产生和表征,这些细胞(IPSC)系来自携带EMD突变的EDMD1患者,这些突变导致EMD突变,这些突变与健康供体的IPSC一起导致截断或缺失。患者特异性的IPSC表现出稳定的核型,保持适当的形态,表达多能标记,并证明将分化成三个细菌层的能力。为模型EDMD1,这些IPSC被分化为肌源性祖细胞,成肌细胞和多核肌管,这些肌管代表了肌发生的所有阶段。每个发育阶段都通过特定于阶段的标记的存在来验证,从而确保模型的准确性。我们提出了第一个基于IPSC的体外平台,该平台捕获了肌发生过程中EDMD1发病机理的复杂性。该模型可以显着有助于理解疾病机制,并为EDMD1制定靶向的治疗策略。