Akiba R,Masuda T,Yokota S,Yonemura S,Nishida K,Takahashi M,Kurimoto Y,MandaiM。干细胞报告。2024 doi:10.1016/j.stemcr.2024.09.002。※epub在印刷前。pmid:39366379。
平台,它可以通过DNA结合CAS和DNA修饰脱氨酶组成的基础编辑器的模块化组件,该基础编辑器通过在序列靶向指导指南RNA(GRNA)中编码的适体相关的Deaminase组件组成。由于适体依赖于脱氨酶成分靶向DNA序列,PIN点平台唯一地允许多对单个Cas Nickase组件进行多用作用于同时多发性基础编辑和靶向的转基因敲入。编码由大鼠APOBEC1和SPCAS9 NICKASE组成的PIN点基本编辑器的mRNA瞬时传递与合成适性剂编码的GRNA结合使用,可实现耐用的靶蛋白敲除,并显着提高了细胞生存能力,编辑效率,以及与CRISPR-CasS9相比,基因组的编辑效率和基因组完整性均与CRISPR-CasS9相比。为了演示同种异体PSC工程的PIN点平台的实用性,我们使用自动化的克隆跟踪和拾取工作流进行了一系列基因型,生成了一组克隆性低下IPSC线。通过多重碱基编辑和同时进行靶向转基因整合的碱基编辑生成的低免疫原性IPSC系列保留了多能性,并在区别为治疗细胞产物时表现出预期的人白细胞抗原(HLA)表型。因此,PIN点平台代表了一种安全有效的解决方案,可以通过与下游自动化兼容的新型单步过程同时执行多个基因组工程操作,从而提供了极大地简化同种异体IPSC衍生细胞疗法的开发的机会。
人类小胶质细胞是必需的免疫细胞,可通过调查和协助清理周围环境来帮助调节中枢神经系统 (CNS) 的稳态微环境。在阿尔茨海默病 (AD) 中,患者的神经元周围 β-淀粉样斑块增多,这被认为是由小胶质细胞功能障碍引起的。AD 的遗传风险因素包括 APOE4 等位基因和 TREM2 变异,但原代细胞和组织的可用性有限限制了进行全面研究以更好地了解遗传影响的能力。在此,我们建议使用由 TREM2 修饰的 iPSC 系产生的人类诱导多能干细胞 (iPSC) 衍生的小胶质细胞作为小胶质细胞的现成来源,用于研究与神经退行性疾病相关的机制。
神经器官是建模发育过程和疾病机制的宝贵工具。但是,器官结构的变异性和缺乏标准化协议可能会使它们用于功能分析的使用复杂化。此外,诸如不足的神经胶质支持和神经元发育所需的较长成熟时间之类的挑战使得衡量一致的器官活动和功能特征很难。在这里,我们提供了标准化的工作流,用于使用三个STEMDIFF™类器官分化试剂盒生成中脑,大脑和脊髓器官,然后在StemDiff™神经器官维护套件或Brainphys™Neuronal培养基中成熟。诱导与疾病相关的表型,并使用微电极阵列(MES)测量功能输出。我们的数据表明,使用STEMDIFF™器官分化试剂盒生成的神经器官在长期培养后在STEMDIFF™神经器官维持试剂盒或Brainphys™神经元介质中长期培养后表现出强大的神经活动,为神经元疾病建模和药物发现提供了可靠的平台。
心脏病涉及不可逆的心肌损伤,导致高发病率和死亡率。许多基于细胞的心脏体外模型已被提出作为非临床动物研究的补充方法。然而,大多数这些方法都难以准确复制成人心脏状况,例如心肌梗死和心室重塑病理。成人心脏内各种细胞类型(包括心肌细胞、成纤维细胞和内皮细胞)之间的复杂相互作用增加了大多数心脏病的复杂性。因此,心脏病诱发的机制不能归因于单细胞类型。因此,使用多细胞模型对于创建临床相关的体外细胞模型至关重要。本研究重点是使用人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 生成自组织心脏类器官 (HO)。这些类器官由心肌细胞、成纤维细胞和内皮细胞组成,模仿人类心脏的细胞组成。通过各种技术确认了 HO 的多细胞组成,包括免疫组织化学、流式细胞术、q-PCR 和单细胞 RNA 测序。随后,在受控培养条件下对 HO 进行缺氧诱导的缺血和缺血-再灌注 (IR) 损伤。产生的表型类似于急性心肌梗死 (AMI),其特征是心脏细胞死亡、生物标志物分泌、功能缺陷、钙离子处理改变和搏动特性改变。此外,受到 IR 的 HO 有效地表现出心脏纤维化,显示胶原沉积、钙离子处理中断和模拟心脏病的电生理异常。这些发现对于体内 3D 心脏和疾病建模的进步具有重要意义。这些疾病模型为研究心脏疾病的动物实验提供了一种有希望的替代方案,并且它们也可作为药物筛选的平台以确定潜在的治疗靶点。
In the present study, we investigated the propensity of endoderm differentiation of eleven lines 44 of four sets of hiPSCs, each of which was derived from an independent cellular source, by 45 tracking the differentiation from pluripotent cells to definitive endoderm (DE), hepatocytes and 46 intestinal organoids (hIO).我们表明,在这些HIPSC中,早期激活和高水平的47 Mixl1活性与内胚层分化的倾向增强有关。在48个小鼠胚胎中,Mixl1在原始条纹中表达,并且在49胃期间的新生中胚层表达,表达持续存在于早期 - 粒石阶段胚胎28,29的原始条纹中。50 Mixl1功能的丧失与DE的缺乏以及在原始条纹30处出现后不久的51个中胚层的局部隔离有关。在小鼠胚胎52干细胞中,混合1的功能的丧失导致侧向中胚层组织53和造血谱系31的效率微不足道,而本构型混合L1活性则促进了54 FOXA2+/ECAD+ DE细胞的分化。在小鼠层状干细胞中,在55个分化的早期阶段激活MixL1与有效的内胚层分化28相关。对分子56 DE分化属性的分析表明,HIPSC 57分化的早期Mixl1的活性促进了MicroPATTERNS中FOXA2+/SOX17+ DE细胞的分化33。61我们58进一步表明,HIPSC中Mixl1的增强表达增强了内胚层倾向,59为如何重新连接谱系倾向提供了新的学习,以生成拟合拟合的方法,以生成拟合的60多能干细胞以进行翻译。
心脏二元组中的离子通道和细胞骨架蛋白在维持兴奋-收缩 (EC) 耦合和提供心脏稳态方面发挥着关键作用。这些二元组蛋白质的功能变化,无论是由遗传、表观遗传、代谢、治疗还是环境因素引起的,都会破坏正常的心脏电生理学,导致异常的 EC 耦合和心律失常。动物模型和异源细胞培养为基础心脏研究提供了阐明心律失常发病机制的平台;然而,这些传统系统并不能真正反映人类心脏电病理生理学。值得注意的是,具有相同遗传性通道病 (ICC) 基因变异的患者通常表现出不完全的外显率和不同的表现度,这强调了建立患者特定疾病模型以理解心律失常的机制途径和确定个性化疗法的必要性。患者特异性诱导多能干细胞衍生的心肌细胞 (iPSC-CM) 继承了患者的遗传背景,并反映了天然心肌细胞的电生理特征。因此,iPSC-CM 为心脏病建模和治疗筛选提供了一个创新且具有转化价值的关键平台。在这篇综述中,我们将研究患者特异性 iPSC-CM 如何在历史上演变为在培养皿中模拟心律失常综合征,以及它们在理解特定离子通道及其功能特征在引起心律失常中的作用方面的实用性。我们还将研究 CRISPR/Cas9 如何实现基于患者独立和变异诱导的 iPSC-CM 的心律失常模型的建立。接下来,我们将研究使用人类 iPSC-CM 进行体外心律失常建模的局限性,这种建模源于 iPSC 的变化或 iPSC 或 iPSC-CM 基因编辑引起的毒性,并探索如何解决这些障碍。重要的是,我们还将讨论新型 3D iPSC-CM 模型如何更好地捕捉体外特征,以及全光学平台如何提供非侵入性和高通量电生理数据,这些数据可用于分层新出现的心律失常变异和药物发现。最后,我们将研究提高 iPSC-CM 成熟度的策略,包括强大的基因编辑和光遗传学工具,这些工具可以在 iPSC-CM 中引入/修改特定离子通道并定制细胞和功能特征。我们预计 iPSC、新型基因编辑、3D 培养和细胞培养的协同作用将在未来几年内实现。
通讯:彼得·J·施瓦茨(Peter J. Lia Crotti,医学博士,博士,遗传来源心律不齐中心,IRCC ISTITUTO Auxologico Italiano,通过Pier Lombardo,20135年,20135年,意大利米兰,电子邮件l.crotti@auxologicoco.it;或迈克尔·J·阿克曼(Michael J. Crotti和R. Neves贡献了同样的贡献。†M.J。Ackerman和P.J.Schwartz贡献了同样的贡献。补充材料可在https://www.ahajournals.org/doi/suppl/10.1161/circulationaha.124.068959获得。有关资金和披露的来源,请参见第541页。©2024 American Heart Association,Inc。
本文原始版本从作者列表中删除了第二和第三作者 Carrie D. Llewellyn 和 Richard O. de Visser。Carrie D. Llewellyn 和 Richard O. de Visser 来自英国布莱顿和苏塞克斯医学院初级保健和公共卫生系。因此,在作者贡献中添加了以下内容:“ CDL,ROdV:监督、撰写(初稿、审阅和编辑)”;和“ LFR,RG,GSC,DM,MM,LOR,SCR,MC,CK,CDL,CY,AWC,PK,AB:撰写(审阅和编辑)”。此外,在致谢中还添加了以下内容:“我们要感谢 Michael D. Howell 审阅我们的手稿,并感谢 Viknesh Sounderajah 对本次审阅的投入”。该问题已在本文的 PDF 和 HTML 版本中得到纠正。
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。