自2006年以来,开发了一种与自然隔离的PSC非常相似的新技术,它被开发出来,以消除从胚胎的内部细胞质量中获得这些细胞的需求,从而在此过程中破坏胚胎。这意味着现在可以使用大量的PSC,而无需牺牲胚胎以获取它们。iPSC是通过重新工程重新工程的成熟非柔韧性细胞的DNA基因(例如成纤维细胞)的DNA基因,具有多能力的能力。这是通过向载体(例如提供干细胞相关基因的病毒)来实现的。1 IPSC是2007年首次由人类生产的。2此过程中的危险是触发癌基因的触发,如果这些癌基因在人类中使用,可能会触发癌性生长。在2008年,开发了一种更好的方法,其中使用腺病毒代替逆转录病毒作为向量转化人类细胞的载体,这种方法消除了腺病毒的风险,因为腺病毒没有将其任何基因传递给人类宿主。3在2009年开发了一种构成人IPSC的程序,即通过在靶细胞中直接递送蛋白质来消除使用载体的使用,而蛋白质足以诱导多能性。4这种方法的效率仍然很差。
自十年前诱导性多能干细胞 (iPSC) 技术问世以来,干细胞生物学和再生医学取得了巨大进步。人类 iPSC 已广泛用于疾病建模、药物发现和细胞疗法开发。新的病理机制已被阐明,源自 iPSC 筛选的新药正在研发中,并且已启动使用人类 iPSC 衍生产品的首个临床试验。特别是,人类 iPSC 技术与基因编辑和三维类器官的最新发展相结合,使基于 iPSC 的平台在其应用的每个领域(包括精准医疗)中都更加强大。在本概述中,我们将讨论与药物发现和再生医学特别相关的 iPSC 技术应用的进展,并考虑到该领域仍存在的挑战和新兴机遇。
最初发表于:Yde Ohki,Cristine Marie; McNeill,Rhiannon V;尼伯勒,马蒂亚斯; Radtke,Franziska; Kittel-Schneider,Sarah;格伦布拉特,埃德娜(2022)。在ADHD研究中使用诱导多能干细胞的有希望的发展。in:斯坦福大学,S Clare; Sciberras,Emma。注意力缺陷多动障碍行为神经科学中的新发现。纽约:施普林格,483-501。doi:https://doi.org/10.1007/7854_2022_346
作为Pit-Oct-unc(POU)域家族的转录因子,八聚体结合转录因子6(OCT6)参与干细胞发育和分化的各个方面。然而,目前,其在猪诱导的多能干细胞(PIPSC)中的作用尚不清楚。在这里,我们探索了PIPSC中OCT6的功能。我们发现,过表达OCT6的PIPSC在分化条件下保持了菌落的形态和多能性,其基因表达模式与非差异PIPSC的基因表达模式相似。功能分析表明,OCT6通过激活磷脂酰肌醇3-激酶蛋白激酶B(PI3K-AKT)信号传导活性来减轻细胞外信号调节激酶(ERK)信号传导途径对PIPSC多能性的不良反应。我们的研究阐明了OCT6促进PSC维护的机制。
摘要使用多能干细胞(PSC)作为替代疾病或再生医学中典型组织的分化细胞类型的来源,现在是一个活跃的研究领域,采用治疗眼部疾病的方法,例如与年龄相关的黄斑变性或现在的帕金森氏病。,但是这项研究的基础在于一个完全不同的科学领域,即癌症的遗传学作用。在这篇综述中,我们从发现129小鼠特别受到生殖细胞肿瘤的发现开始,通过鉴定出胚胎癌(EC)细胞为畸形细胞的干细胞表现出这些肿瘤的干细胞,从而脱离了它们与早期胚胎的腐蚀作用,从而使它们的角色脱离了,从而,人们最终会出现生殖细胞肿瘤的发展。然后来自包括人类在内的灵长类动物。这是一个故事,它说明了科学通常如何通过个人调查员的利益和见解来发展,通常会出乎意料且意想不到的结果。
旨在研究心脏病分子碱基和致病机制的研究中的主要局限性是能够再现人类疾病特征的细胞模型的有限可用性。迄今为止,跨越大小动物模型的心脏疾病的几种体内模型(Patten and Hallporter,2009; Tsang et al。,2016),但纤维素研究的大部分基于原发性培养和细胞系(Savoji等,2019)。所有这些模型肯定都是有用的,但是每个模型都有局限性,这可能导致纤维素模型中的可翻译性有限。的确,来自成年动物的主要培养物的两个局限性是它们一旦镀的短生存力,并且依赖于操作员的质量。另一方面,从新生动物(尤其是大鼠和小鼠)获得的细胞系或原发性培养物的主要缺点可能是它们缺乏超微结构和未成熟代谢。发现人类诱导的多能干细胞(HIPSC)的发现有望在菜肴中对许多不同的人类疾病进行建模并研究潜在的细胞病理生物学,甚至建立用于药物发现/毒性的体外测定法。鉴于心血管疾病(CVD)是全球最大的杀手,因此获得了获得HIPSC衍生心肌细胞(HIPSC-CMS)方案的优化,已受到了很多关注和资金。然而,心脏是一个复杂的器官,包括越来越多的细胞类型以及维持去极化和同步收缩的有效传播所需的独特空间结构。”总体而言,事实证明,小鼠模型的翻译价值(Nerbonne,2004年),最近的组织工程改进可以帮助克服与HIPSC在心血管研究中使用有关的当前局限性。当前从HIPSC获得心脏模型的主要策略如图1所示。在此角度,我们通过这些模型解决了当前局限
细胞疗法人PSC已经在诸如失明,糖尿病和帕金森病等疾病的再生医学中发挥作用。10。在动物前临床和人类临床试验中都在测试了从PSC衍生的分支细胞类型的移植。一项主要的安全措施是在移植前消除无效的肿瘤细胞。这可以通过差异和分类方案,药理学手段或引入诱导细胞死亡的“开关系统”来实现。为了避免免疫排斥,患者自己的细胞可以重新编程为IPSC,从而可以自体移植。在同种异体移植中,可以通过建立HLA单倍型匹配PSC或产生通用细胞来避免使用免疫抑制药物治疗的需求,这些细胞旨在逃避不良的免疫反应。
人为时代的生物多样性损失危机需要研究非模型生物的新工具。大象既是一种濒危物种,又是研究复杂表型(例如大小,社会行为和寿命)等复杂表型的出色模型,但它们仍然严重研究。在这里,我们报告了通过化学媒体诱导和菌落选择的两个步骤,然后对大象转录因子Oct4,Sox2,Sox2,sox2,klf4,myc±nanog and Lin28a和MADENATION进行过度表达,然后通过化学媒体诱导和菌落选择过度表达了大象诱导的多能干细胞(EMIPSC)的第一个推导。自Shinya Yamanaka进行重新编程以来,已经报道了来自许多物种在内的许多物种的IPSC,包括功能灭绝的北部白鼻菌,但EMIPSC仍然难以捉摸。对于多种物种,与小鼠和人类(如小鼠和人类)相比,采用了重编程方案,但我们的EMIPSC方案几乎没有变化,但我们的EMIPSC方案需要更长的时间表和抑制TP53扩张基因,这些基因被认为可以在大象中赋予独特的癌症。IPSC解锁了探索细胞命运,细胞和组织发育,细胞疗法,药物筛查,疾病建模,癌症发展,配子发生及其他方面的巨大潜力,以进一步了解我们对这一标志性的巨型巨型。这项研究为遗传拯救和保护的晚期非模型生物细胞模型打开了新的边界。
失明构成了日益增长的全球挑战,约有26%的病例归因于退化性视网膜疾病。虽然基因疗法,光遗传学工具,光敏开关和视网膜假体为视力恢复提供了希望,但这些高成本疗法将使很少的患者受益。因此,了解视网膜疾病是提高有效治疗的关键,需要在体外模型复制病理学并允许定量评估药物发现。多能干细胞(PSC)提供了独特的解决方案,因为它们的无限供应和分化为包含所有细胞类型的光响应性视网膜组织的能力。本综述着重于PSC的光感受器和视网膜色素上皮(RPE)细胞的历史和当前状态。我们探讨了这项技术在疾病建模,实验疗法测试,生物标志物鉴定和毒性研究中的应用。我们考虑可伸缩性,标准化和可重复性的挑战,并强调将脉管系统和免疫细胞纳入视网膜器官的重要性。我们主张在数据采集和分析中进行高通量自动化,并强调了高级微型生理系统的价值,这些系统充分捕获了神经视网膜,RPE和绒毛膜毛细血管之间的相互作用。