此预印本的版权所有者于 2025 年 1 月 27 日发布此版本。;https://doi.org/10.1101/2025.01.24.25320911 doi: medRxiv preprint
1 马德里 12 de Octubre 健康研究中心 (imas12) iPS 细胞转化研究组,28041 马德里,西班牙 2 马德里自治大学医学院生物化学系,“Alberto Sols”生物医学研究所 (UAM-CSIC),28029 马德里,西班牙 3 马德里 12 de Octubre 健康研究中心 (imas12) 遗传学服务中心,28041 马德里,西班牙 4 马德里 12 de Octubre 健康研究中心 (imas12) 线粒体和神经肌肉疾病实验室,28041 马德里,西班牙 5 生物医学研究中心罕见疾病网络 (CIBERER) 提示,28029 马德里,西班牙 6 艾克斯-马赛大学,INSERM,MMG,13385 马赛,法国 7 分子、细胞和基因组生物医学研究组,健康研究所 La Fe (IIS La Fe),46029 瓦伦西亚,西班牙 * 通讯地址:egallardo.imas12@h12o.es
摘要背景:具有亚皮质囊肿(MLC)是一种涉及白质的罕见和进行性神经退行性疾病,并未被当前疾病模型充分概括。体细胞重编程,以及基因组工程的进步,可以允许建立用于疾病建模和药物筛查的MLC的体外人类模型。在这项研究中,我们利用细胞重编程和基因编辑技术来开发MLC的诱导多能干细胞(IPSC)模型来概括经典MLC影响的神经系统的细胞环境。方法:外周患者衍生的血液单核细胞(PBMC)的体细胞重编程用于开发MLC的IPSC模型。CRISPR-CAS9基于系统的基因组工程也用于创建该疾病的MLC1敲除模型。以2D细胞培养形式进行了IPSC与神经干细胞(NSC)和星形胶质细胞的分化,然后进行各种细胞和分子生物学方法,以表征疾病模型。结果:由体细胞重编程和基因组工程建立的MLC IPSC的多能性具有很好的特征。IPSC随后与疾病相关的细胞类型分化:神经干细胞(NSC)和星形胶质细胞。 MLC NSC的RNA测序分析揭示了与神经系统疾病和癫痫有关的一组差异表达的基因,这是MLC疾病中常见的临床发现。 该基因集可以作为筛查该疾病潜在治疗性的药物筛查的靶标。IPSC随后与疾病相关的细胞类型分化:神经干细胞(NSC)和星形胶质细胞。MLC NSC的RNA测序分析揭示了与神经系统疾病和癫痫有关的一组差异表达的基因,这是MLC疾病中常见的临床发现。该基因集可以作为筛查该疾病潜在治疗性的药物筛查的靶标。在分化与疾病相关的细胞类型 - 星形胶质细胞后,明确观察到了MLC特征液泡,这在对照组中显然不存在。这种出现概括了该疾病的显着表型标记。结论:通过MLC的IPSC模型的创建和分析,我们的工作解决了对MLC相关细胞模型的迫切需求,用于用于疾病建模和药物筛查测定法。进一步研究可以利用MLC IPSC模型以及生成的转录组数据集和分析,以确定这种衰弱疾病的潜在治疗干预措施。关键字:体细胞重编程,CRISPR-CAS9系统,指示分化引言概括性白细胞脑病带有皮层囊肿(MLC)是一种涉及白质的缓慢进行性退化性脑疾病,它是MLC1或GLC1或GLIAL CAMCAM CAMES跨越的病原变异的结果。这种疾病首先是由荷兰的Marjo van der Knaap博士独立发现的(van der Knaap等,1995),印度阿格拉瓦尔社区中的Bhim Sen Singhal博士(Singhal等,1996)。因此,MLC也被称为Van der Knaap-Singhal疾病(Van der Knaap等,2012)。因果变异的三个主要类别是:MLC1中的常染色体隐性突变,一种常染色体隐性隐性和glialcam中的常染色体显性突变(Capdevila-Nortes等,2013)。MLC1是第一个引起MLC并映射到22QTEL染色体的基因(Topçu等,2000; Leegwater等,2001)。MLC1转化为主要在大脑内的星形胶质细胞中表达的蛋白质(MLC1),尤其是在与血脑屏障的星形细胞末端脚接触(Masaki et al。,2012),在PIA MATER中,以及在Synaptic Cleft(Kater等人2023)中存在的星形胶质细胞。MLC患者的结构特征和观察到的大脑缺陷,例如脑水肿,液体填充囊肿,星形胶质细胞的空泡和降低降低,这表明MLC1可能调节
创新的细胞疗法。这种疗法将神经干细胞的迁移能力与新型的自杀基因结合在一起,使其能够局部生产高浓度的抗癌药。ixgene是
该研究项目的目的是通过提供适当的细胞外基质(ECM)提示来完善诱导的多能干细胞(IPSC)神经元模型。IPSC技术提供了前所未有的对人类中枢神经系统的访问,并使模型的构建能够研究神经发育和神经系统疾病机制。但是,IPSC衍生的神经元的培养物具有局限性,例如形态成熟,突触连通性和电生理活性。的确,转录分析表明它们类似于晚期胚胎的神经元与早期产后阶段,这阻碍了成人发作神经退行性疾病的研究。我们假设缺乏适当的时空ECM信号是这些局限性的主要因素。ECM是一种复杂组织的分泌蛋白质和复杂糖的细胞间支架,可在整个中枢神经系统中配置时空微环境。它为神经元提供了关键的结构支持,可作为可溶性因子的储层,并介导调节神经元发育,成熟和衰老的细胞信号传导。然而,中枢神经系统中源自定义为ECM和ECM相关蛋白的合奏的时间多样性和功能效应的特征很差。因此,不可能培养IPSC衍生的神经元的体外平台设计,这些神经元真正概括了生理ECM。在这里,我们将首先使用生化纯化和定量质谱法(MS)的蛋白质组学来定义体内人CNS基质组重塑的组成和性质。然后,我们将利用IPSC技术和生物材料的联合专业知识来建立ECM模拟矩阵,这些矩阵可以概括生理基质组的结构和调节活性,以促进2D和3D干细胞衍生细胞衍生的神经模型的成熟和衰老。
在高风险的药物研发领域,高达 92% 的失败率阻碍了从实验室到临床的进程,这主要是由于临床试验中无法预测的毒性和治疗效果不足。FDA 现代化法案 2.0 预示着一种变革性方法的出现,倡导将替代方法与传统动物试验相结合,包括采用人类诱导多能干细胞 (iPSC) 衍生的类器官和器官芯片技术进行细胞检测,并结合复杂的人工智能 (AI) 方法。我们的综述探讨了 iPSC 衍生的临床试验在为心血管疾病研究设计的培养皿模型中的创新能力。我们还强调了 iPSC 技术与 AI 的结合如何加速可行的治疗候选物的识别、简化药物筛选并为更加个性化的医疗铺平道路。通过此,我们全面概述了研究界和制药行业正在探索的 iPSC 和 AI 应用的当前前景和未来影响。
ATPase家族AAA含有域的蛋白3a(ATAD3A)富含线粒体膜,对于维持线粒体结构和功能至关重要。 ATAD3A基因的变体可以导致Harel Yoon综合征(Hayos),这是神经,心血管和其他系统的发育缺陷。 这项研究旨在从患者的体细胞(Zjuchyli001-A)和阴性对照(Zjuchyli002-A)中开发出诱导的多能干细胞(IPSC),作为对ATAD3A变异疾病的病因的进一步研究的有效工具。 我们描述并分析了Proband及其家人的临床表现。 从概率和阴性对照中收集并将其重新编程为IPSC。 此外,我们测量了IPSC中的ATAD3A表达水平,以确认这些细胞系的有效性。 Proband和她的姐姐都病重病,并有复合杂合的ATAD3A变体(F459S/T498NF*13)。 他们的父母是这些变体的载体,没有任何临床表现。 两个变体都位于ATAD3A蛋白的ATPase结构域上。 细胞系Zjuchyli001-A和Zjuchyli002-A呈现多能干细胞的典型特征。 与Zjuchyli002-A相比,Zjuchyli001-A的ATAD3A表达水平显着降低。 这项研究从ATAD3A的复合杂合变体的患者中产生了IPSC,并且是负面对照,作为阐明ATAD3A变体相关疾病的分子机制的有价值工具。ATPase家族AAA含有域的蛋白3a(ATAD3A)富含线粒体膜,对于维持线粒体结构和功能至关重要。ATAD3A基因的变体可以导致Harel Yoon综合征(Hayos),这是神经,心血管和其他系统的发育缺陷。 这项研究旨在从患者的体细胞(Zjuchyli001-A)和阴性对照(Zjuchyli002-A)中开发出诱导的多能干细胞(IPSC),作为对ATAD3A变异疾病的病因的进一步研究的有效工具。 我们描述并分析了Proband及其家人的临床表现。 从概率和阴性对照中收集并将其重新编程为IPSC。 此外,我们测量了IPSC中的ATAD3A表达水平,以确认这些细胞系的有效性。 Proband和她的姐姐都病重病,并有复合杂合的ATAD3A变体(F459S/T498NF*13)。 他们的父母是这些变体的载体,没有任何临床表现。 两个变体都位于ATAD3A蛋白的ATPase结构域上。 细胞系Zjuchyli001-A和Zjuchyli002-A呈现多能干细胞的典型特征。 与Zjuchyli002-A相比,Zjuchyli001-A的ATAD3A表达水平显着降低。 这项研究从ATAD3A的复合杂合变体的患者中产生了IPSC,并且是负面对照,作为阐明ATAD3A变体相关疾病的分子机制的有价值工具。ATAD3A基因的变体可以导致Harel Yoon综合征(Hayos),这是神经,心血管和其他系统的发育缺陷。这项研究旨在从患者的体细胞(Zjuchyli001-A)和阴性对照(Zjuchyli002-A)中开发出诱导的多能干细胞(IPSC),作为对ATAD3A变异疾病的病因的进一步研究的有效工具。我们描述并分析了Proband及其家人的临床表现。从概率和阴性对照中收集并将其重新编程为IPSC。此外,我们测量了IPSC中的ATAD3A表达水平,以确认这些细胞系的有效性。Proband和她的姐姐都病重病,并有复合杂合的ATAD3A变体(F459S/T498NF*13)。他们的父母是这些变体的载体,没有任何临床表现。两个变体都位于ATAD3A蛋白的ATPase结构域上。细胞系Zjuchyli001-A和Zjuchyli002-A呈现多能干细胞的典型特征。与Zjuchyli002-A相比,Zjuchyli001-A的ATAD3A表达水平显着降低。这项研究从ATAD3A的复合杂合变体的患者中产生了IPSC,并且是负面对照,作为阐明ATAD3A变体相关疾病的分子机制的有价值工具。
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诱导的多能干细胞(IPSC)是通过将成年细胞重编程为胚胎样的多能状态而产生的未分化细胞,使他们能够自我更新和产生后代,从而将其与所有细菌层分化为细胞类型。