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多能干细胞基因编辑的进展与展望
摘要：可编程核酸酶在基因编辑中的应用极大地改变了当前基础生物学和临床转化的研究。人类多能干细胞 (PSC)（包括胚胎干细胞 (ESC) 和诱导多能干细胞 (iPSC)）中的基因编辑与临床细胞治疗高度相关，因此应特别谨慎地进行研究。首先，由于 PSC 中的所有突变都会传递给其所有后代，因此编辑器的脱靶编辑将被放大。其次，由于 PSC 对 DNA 损伤的高度敏感性，基因编辑造成的双链断裂 (DSB) 可能导致编辑效率低下和基因组保护缺陷的细胞群富集。在这方面，DSB 独立的基因编辑工具（如碱基编辑器和主要编辑器）因其避免这些后果的性质而受到青睐。随着对微生物世界的了解越来越多，Cas 相关核酸酶、转座子和重组酶等新系统也正在扩大基因编辑工具箱。在这篇综述中，我们讨论了可编程核酸酶在 PSC 中用于基因编辑的当前应用、研究人员为优化这些系统所做的努力，以及可能用于分化建模和治疗应用的新工具。
人类多能干细胞的骨骼肌器官
各种方案已被证明可有效地将小鼠和人多能干细胞分化为骨骼肌，并用于研究肌发生。当前的2D肌源分化方案可以模仿肌肉发育及其在诸如肌肉营养不良等病理状况下的改变。3D骨骼肌分化方法还可以模拟发育中的器官中各种细胞类型之间的相互作用。我们的协议确保通过具有近似性中胚层和神经抑制剂的近端和神经抑制剂的身份和神经板板板和外瘤的有组织结构进一步产生的细胞，通过细胞通过细胞通过细胞通过细胞将人类胚胎/诱导的多能干细胞（HESC/HIPSC）分化为骨骼肌器官（SMO）。连续培养忽略了神经谱系分化并促进胎儿肌发生，包括纤维化孕育祖细胞和PAX7阳性肌源祖细胞的成熟。PAX7祖细胞类似于人类发育的晚期阶段，并且基于单细胞的转录组分析，聚集在接近原代肌肉的成年卫星细胞附近。为了克服疾病进展过程中肌肉营养不良患者的肌肉活检的有限可用性，我们建议使用SMO系统，SMO系统提供了从患者特异性IPSC中提供稳定的骨骼肌祖细胞，以研究健康和患病状况中人类肌肉的研究。
调查多能量产生和尾流损失...
摘要。由于全球海上风电装机容量快速增长，单个风电场的规模也在不断扩大。这对预测能源产量的模型提出了挑战。例如，当前一代尾流模型大多是在现有规模小得多的风电场上校准的。这项工作利用大气大涡模拟分析了未来多千兆瓦风电场的年能源产量和尾流损失。为此，针对一系列假设的 4 GW 海上风电场场景模拟了 1 年的实际天气。这些场景在应用的涡轮机类型、安装容量密度和布局方面有所不同。结果表明，当单个涡轮机的额定功率较大时，在总安装容量保持不变的情况下，生产数量会显著增加。即使对于额定功率相似但功率曲线略有不同的涡轮机类型，也发现生产存在显著差异。虽然风速被确定为决定气动损失的最主要因素，但已确定大气稳定性和边界层高度的明显影响。通过分析第一排涡轮机的损耗，全球年平均阻塞效应估计在 2% 到 3% 之间，但在稳定分层条件和风速约为 8 ms − 1 时，阻塞效应可达到 10% 以上。本研究使用高保真建模技术，深入了解未来多千兆瓦风电场在全年真实天气条件下的性能。
在不同的氢部署方案下设计多能系统
摘要。多能系统（MES）是增加能源系统中可再生能源（RES）渗透的有效手段，从而朝着分散的低碳系统迈进。可以将几个能量向量集成在一起，以利用MES框架（例如电力，热和氢）中的协同作用。后者是促进MES广泛使用的最有前途的能量载体之一。预测性管理和定义明确的尺寸方法是必须在MES中实现最高绩效的强制性。在这项研究中，将一个由光伏（PV）植物，电池能量储能系统（BESS）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）组成的网格相互连接的ME作为可编程的合并冷却热量（CCHP）源。天然气被认为是纯氢的替代燃料。混合整数线性编程和遗传算法分别用于解决操作和大小问题。进行了一种单目标优化方法，包括作为优化约束的发射因子，以找到ME的最佳配置。考虑到气体混合物中不同百分比的氢，并比较了系统在纯氢加油方案方面的技术经济性能，研究了几种未来的情况。结果表明，设计优化中的环境目标，促进氢的使用，尤其是在具有较高绿色氢的情况下。
对天真和形成性多能转化的抵抗力
，也可以根据CC0许可使用。未通过同行评审认证）是作者/资助者。本文是美国政府的工作。不受此预印本版权持有人的版权持有人的版权（该版本发布于2024年4月12日。; https：//doi.org/10.1101/2024.02.16.580778 doi：biorxiv Preprint
人类诱导的多能干细胞衍生的肝
图7肝脏类器官中的脂质代谢。（a）在未处理的条件下用DAPI（蓝色，核）和尼罗河红（红色，脂质液滴）染色的左图，肝脏器官，以及在胺碘酮（40μm）或乙醇（200 nm）24小时处理下。右图，荧光定量（n = 5）。（b）左图；肝癌与LDL-Bodipy（绿色）在未经治疗的情况下和甲伐他汀治疗后孵育。核用DAPI（蓝色）染色。右图，荧光定量（n = 7）。使用未配对的t检验评估统计显着性，其p值截止设置为p <0.05。*，p值<0.05; **，p值<0.01; ***，p值<0.001; NS，并不重要。
人类多能干细胞的细胞培养矩阵
由Nucleus Biologics开发和制造的 VITRONECTIN XF™是一种定义的，无XENO的细胞培养基质，支持HPSC的生长和分化。 Use with mTeSR ™ 1 ( Catalog #85850 ), mTeSR ™ Plus ( Catalog #100-0276 ), TeSR ™ -E8 ™ ( Catalog #05990 ), or TeSR ™ -AOF ( Catalog #100-0401 ) medium to provide a defined culture system for the maintenance of ES and iPS cells and greater control over the culture environment, resulting in more consistent在下游应用中，细胞群体和可重复的结果。 人类ES和IPS细胞在玻璃连蛋白XF™上培养的细胞保留多能性和正常菌落形态，而无需适应步骤（图1）。 与温和的细胞解离试剂（GCDR;目录＃07174）或RELESR™（目录＃05872）搭配以维持高质量的培养物。VITRONECTIN XF™是一种定义的，无XENO的细胞培养基质，支持HPSC的生长和分化。Use with mTeSR ™ 1 ( Catalog #85850 ), mTeSR ™ Plus ( Catalog #100-0276 ), TeSR ™ -E8 ™ ( Catalog #05990 ), or TeSR ™ -AOF ( Catalog #100-0401 ) medium to provide a defined culture system for the maintenance of ES and iPS cells and greater control over the culture environment, resulting in more consistent在下游应用中，细胞群体和可重复的结果。人类ES和IPS细胞在玻璃连蛋白XF™上培养的细胞保留多能性和正常菌落形态，而无需适应步骤（图1）。与温和的细胞解离试剂（GCDR;目录＃07174）或RELESR™（目录＃05872）搭配以维持高质量的培养物。
多能视网膜疾病的干细胞衍生模型
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。
使用多能干细胞的视网膜再生
色素性视网膜炎和与年龄相关的黄斑变性是世界上不可逆视觉障碍的最常见原因。现有的治疗方法可能更有效，强调了新治疗的必要性。通过人类多能干细胞的移植来重建视网膜感受器，代表了一种有吸引力的恢复视力方法，已经获得了动力。本文详尽地说明了该领域已知的内容，发现的结果以及最近的进步。本评论论文概述了视网膜损伤/退化的病理生理学的视网膜组织，以及在视网膜再生中使用多能干细胞的背后推理。本文研究了分化策略，决定细胞类型规范的分子成分以及在体外进行视网膜发育的娱乐，遗传工程和操纵表观遗传标记，使用各种技术来驱动特定的细胞命运并提高治疗疗效。
用诱导多能干细胞衍生的脑官
摘要：自闭症谱系障碍（ASD）是一组复杂的神经发育障碍，会影响沟通和社交互动，并以受限的兴趣和重复行为模式出现。对ASD的敏感性受到遗传/可遗传因素的强烈影响；但是，了解ASD神经生物学的基础机制仍然存在很大的差距。在识别ASD风险基因以及在开发过程中这些基因网络调节的可能收敛途径已取得了显着进步。通过细胞重编程技术的突破使综合症和特发性ASD个体的诱导多能干细胞（IPSC）产生，从而为机械研究提供了患者特异性细胞模型。在过去的十年中，已经建立了从这些细胞开发脑器官的方案，从而导致人脑发育早期步骤的体外可重复性的显着进步。在这里，我们回顾了有关脑器官在ASD研究，提供当前艺术状态的最相关文献，并讨论了此类模型对未来发展的领域，局限性和机会的影响。