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引用：Vo QD、Saito Y、Ida T、Nakamura K、Yuasa S (2024) 10 年间人工智能在基于诱导多能干细胞技术中的应用：系统范围审查。PLoS ONE 19(5): e0302537。https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0302537
自 1961 年首次发现骨髓来源的多能干细胞以来，干细胞研究取得了长足进步 [ 1 ]。干细胞是一种独特的细胞，能够通过有丝分裂不断复制，从而形成更多的细胞。该过程会产生两种不同的细胞类型：一种会进化为特定细胞类型，另一种则保留自我更新的能力 [ 2 ]。干细胞大致可分为三类：诱导多能干细胞 (iPSC)、胚胎干细胞 (ESC) 和成体干细胞 (ASC) [ 3 ]。由于 iPSC 和 ESC 能够转化为三个胚层：外胚层、中胚层和内胚层，因此它们被归类为多能干细胞 (PSC)。2006 年，Kazutoshi Takahashi 和 Shinya Yamanaka 通过使用病毒载体引入 Oct4、Sox2、Klf4 和 c-Myc 等特定转录因子，成功将小鼠体细胞转化为 iPSC [ 4 ]。此后，人们使用各种方法将不同类型的小鼠和人类体细胞重新编程为 iPSC [ 5 ]。这种重新编程人类细胞的创新方法引起了科学和医学领域的极大兴趣。iPSC 作为多能细胞来源，为人类 ESC 提供了一种替代方案。诱导多能干细胞的一个显著优势是它们来源于可以非侵入性获得的体细胞。这些细胞携带个体的遗传特征，可以降低免疫排斥的风险 [ 6 ]。现代医学领域对基于 iPSC 的疗法的关注度正在提高。它们在疾病建模、药物筛选和再生医学中的应用正在呈指数级增长 [ 7 ]。iPSC 因其自我更新能力和分化为所有人体细胞类型的能力而在疾病建模中发挥着关键作用。这使得它们成为创建各种疾病模型以供研究的理想选择 [ 8 – 10 ]。患者特异性 iPSC 在制定有针对性的治疗策略和药物开发方面特别有价值。此外，来自正常细胞和患病细胞的 iPSC 可以分化为神经元、肝细胞、心肌细胞等，以评估毒性和副作用，这是治疗分子开发的关键因素 [11]。在再生医学中，iPSC 用于修复或再生受损或退化的组织。这是通过在实验室中从 iPSC 创建器官组织并将其移植到受伤区域来实现的。这种疗法有望用于治疗造血系统疾病、肌肉骨骼损伤、脊髓损伤和肝损伤等疾病 [ 12 – 14 ]。已经开发出各种用于创建 iPSC 的技术，例如使用逆转录病毒或慢病毒进行基因转导和化学诱导。然而，生成 iPSC 的过程通常很慢且效率不高，啮齿动物细胞需要大约 1-2 周，人类细胞需要 3-4 周，成功率通常较低。此外，通过检查菌落形态来评估 iPSC 的质量容易出现人为错误，这是一个重大挑战，在进行进一步的实验或治疗用途之前必须解决这一问题。尽管在提高 iPSC 培养的效率和速度方面取得了进展，但该过程仍然耗费资源，因此需要开发自动化系统以最大限度地减少错误并增强 iPSC 分析。最近，人工智能 (AI) 技术，包括机器学习 (ML) 和深度学习 (DL)，已被用于增强再生疗法。这些 AI 驱动方法的实施可以改进
多能/多能干细胞在基质组织和外围血液中：探索多样性，潜力和治疗应用
摘要“茎”的概念结合了调节未分化原始细胞的典型的无限自我再生潜力的分子机制。这些细胞具有导航细胞周期，进出静态G0相的独特能力，并保持产生多种细胞表型的能力。干细胞作为具有非凡再生能力的未分化前体，在整个人体中表现出异质性和组织特异性分布。对各种组织中不同干细胞种群的识别和表征彻底改变了我们对组织稳态和再生的理解。从造血到神经和肌肉骨骼系统，组织特异性干细胞的存在强调了多细胞生物的复杂适应性。最近的研究表明，主要在骨髓和其他基质组织内，有多种非脊髓性干细胞（非HSC）以及造血干细胞（HSC）的群体。在这些非HSC中，一个罕见的子集具有多能特征。在体外和体内研究表明，这些假定的干细胞的显着分化潜力，包括各种名称，包括多功能成年祖细胞（MAPC），骨髓分离的成年成人多琳多诱导细胞（迈阿密），小血液干细胞（SBSC），很小的胚胎样细胞（vsels），非常小的干细胞（VSELS）和多重依赖（Muse）和多个依赖（Muse）。关键字干细胞，缪斯细胞，VSEL，SBSC，迈阿密细胞，MAPC，多能分配给这些原始干细胞种群的多种命名词可能来自不同的起源或不同的实验方法。本综述旨在提出对源自基质组织的多能/多能干细胞各种亚群的综合比较。通过分析与这些人群相关的隔离技术和表面标记表达，我们的目的是描述基质组织衍生的干细胞之间的相似性和区别。了解这些组织特异性干细胞的细微差别对于释放其治疗潜力和推进再生医学至关重要。干细胞研究的未来应优先考虑共享实验室环境中方法论和协作研究的标准化。这种方法可以减轻研究结果的变异性，并促进科学伙伴关系，以充分利用多能干细胞的治疗潜力。
由于双重SAMDH1突变而引起的三名患有AICARDI-GOUTIères综合征的三名患者的诱导多能干细胞系
aicardi-gouti` eRes综合征（AGS）是一种系统性的炎症性疾病，并且在婴儿早期开始时（Aicardi and Goutieres，1984）。患者通常患有白细胞症状，其特征是易怒，肌张力障碍，癫痫发作和发烧，导致严重的发育延迟和小头畸形。脑成像显示基底神经节钙化和进行性脑萎缩。ags模仿子宫内获得的病毒感染。一些患者会出现自身免疫性疾病全身性红斑狼疮患者的体征，包括肝炎，血小板细胞减少症，抗核抗体以及皮肤恐龙病变（Ramantani等，2010）。淋巴细胞增多症和抗病毒细胞因子干扰素（IFN）-α在脑脊液中通常在疾病病程初期观察到。全身激活I型IFN，如外周血细胞中IFN刺激的基因的上调所示（也称为IFN信号）通常可以连续检测到。ags是一种由至少九种不同基因（AGS1-AGS9）突变引起的遗传异质性疾病，该疾病在核酸代谢和免疫识别的过程中起作用（Crow and Stetson，2022）。在这项研究中，使用无整合的仙台病毒方法来重新编程源自皮肤活检或外周血单核细胞（PBMC）的成纤维细胞（来自SAMHD1中的常染色体隐性突变（AGS5）的三名AGS患者（AGS5）（AGS5）（Rice等，2009）。SAMHD1编码SAM结构域和含HD结构域的蛋白1，一种依赖于DGTP的三磷酶氢化酶，将脱氧核苷Tri磷酸盐（DNTPS）转换为组成型脱氧核苷和甲磷酸甲磷酸盐。SAMHD1缺乏会导致内部lular DNTP池失衡，导致基因组不稳定性（Kretschmer等，
工程师人类多能干细胞衍生的天然杀伤细胞，带有Pd-l1 1
我们研究了在平方晶格上具有基塔夫型相互作用的双层量子自旋液体模型的相图。我们表明，低能极限是由具有增强so（4）对称性的π-吹动模型描述的。Hubbard模型的抗磁性莫特过渡信号为双层自旋和轨道自由度的磁性碎片转变。除了各向异性局部顺序参数外，零散的“néel订单”还具有平面内部组件的非局部字符串顺序参数。相关的量子顺序的特征是当NéelVector沿ˆ Z方向而出现的Z 2×Z 2量规，而Z 2量规范则否则。我们以扰动计算为基础，这与现场理论分析一致。我们在讨论了这些阶段的低能量集体激发的讨论中，表明Z 2×Z 2相的金石玻色子是分数化的，非本地的。
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。
来自人类诱导的多能干细胞的气道基底细胞
1基因组编辑实验室，莫斯科，俄罗斯，2科学和教育资源中心，俄罗斯人民大学，莫斯科，俄罗斯友谊大学，俄罗斯，3个细胞技术系，莫斯科，莫斯科，俄罗斯，俄罗斯，俄罗斯4个实验室，莫斯科，俄罗斯，莫斯科，俄罗斯，莫斯科，莫斯科。遗传性遗传学研究中心，俄罗斯，俄罗斯6干细胞遗传学实验室，医学遗传学研究中心，俄罗斯，俄罗斯7科学和临床纤维化局，俄罗斯医学遗传学研究中心，俄罗斯州莫斯科研究中心，俄罗斯研究机构8级研究中心，俄罗斯研究中心，俄罗斯研究中心，俄罗斯研究中心，俄罗斯研究中心研究流行病学和微生物学中心以俄罗斯卫生部的荣誉院士n f gamaleya命名，俄罗斯莫斯科
使用人多能干细胞衍生的模型
研究文章|基督教基督城星形胶质细胞在抑制tau传播中的疾病抑制作用神经生物学，使用人多能干细胞衍生的模型https://doi.org/10.1523/jneurosci.1709-1709-23.2024收到：2023年9月2024年2024年2月202日福布作者
通过化学重编程从冷冻索组织中有效产生人类多能干细胞
米勒1,2，孟彭顿3，安德烈亚斯·拜耶2，卢汉4,5，乔伊·林肯4,5，春刘1,2 1 1,2 1美国威斯康星州医学院生理学和癌症中心，威斯康星州密尔沃基医学院，威斯康星州，美国威斯康星州2美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学4儿科学系，儿科心脏病学部，威斯康星州医学院，美国威斯康星州密尔沃基，美国威斯康星州，美国威斯康星州5个Herma Heart Institute，Wisconsin，Milwaukee，WI，美国威斯康星州，美国，美国摘要摘要的植物学细胞（IPSCC）的植物学分类（IPSCC），该方法与固定型植物相关（IPSCC）（IPSCC）（IPSCC）病毒矢量方法。我们描述了一种新型，有效的化学方法，用于重编程人脐带组织衍生的间充质干细胞（MSC）中诱导的多能干细胞（IPSC）。与以前的脂肪组织和皮肤（如脂肪组织和皮肤）相比，冷冻的脐带组织提供了丰富的，无创的，长期的存储和道德声音细胞来源。我们的发现不仅展示了使用冷冻脐带对细胞进行化学重编程的可行性和安全性，而且还强调了其在再生医学中的潜力，尤其是在开发更安全，更有效的心血管疾病疗法方面。引言化学重编程为产生诱导多能干细胞（IPSC）的病毒方法提供了令人信服的替代方法，这是再生医学和生物医学研究的基石1。在这里，我们首次成功地对从冷冻脐带组织分离的MSC进行了化学重编程。与病毒重编程不同，后者通过具有插入诱变的媒介引入遗传材料，化学重编程采用小分子来超过遗传修饰，从而最大程度地降低了遗传不稳定的风险并增强了安全谱1,2。这种方法不仅减轻了与基因组改变有关的关注，而且还提供了更可控制和可逆的机制，这对于临床应用至关重要。此外，化学方法的可伸缩性和成本效益超过了病毒技术的方法，为广泛的治疗用途和个性化医学提供了更可行的途径3,4。通过解决与病毒载体相关的局限性，化学重编程成为有前途的途径，有可能彻底改变IPSC的产生，以研究和治疗心血管疾病及其他地区。当前的人类化学重编程方法主要是在脂肪或真皮组织1,3的人间充质干细胞（MSC）上进行的。然而，由于多种原因，脐带组织是一种优越的替代方法：它是MSC 5的丰富来源；它的冷冻形式可确保可持续性和易于访问能力，而无需使用诸如血液PBMC 6的侵入性采购方法；来自脐带组织的MSC表现出更高的增殖率，可能会提高重编程过程的效率7。此外，鉴于使用幼粒细胞时IPSC重编程效率要高得多，脐带与老年供体8的血细胞相比，脐带代表了优越的细胞源。它不仅丰富了再生医学的工具包，而且还为创新的治疗策略铺平了道路，这些策略更安全，更有效且在道德上是合理的。
回顾人多能干细胞在肌萎缩性侧索硬化症中的作用：从生物学机制到实际意义
肌萎缩性侧性硬化症（ALS）是一种神经退行性疾病，其特征是上和下运动神经元逐渐丧失，导致临床特征，例如肌肉无力，麻痹，最终导致呼吸衰竭。如今，没有有效的治疗方法可以扭转疾病的进展，这会在发作后3 - 5年内导致死亡。 然而，诱导的多能干细胞（IPS）技术可能是答案，为这种病理提供疾病建模，药物测试和基于细胞的疗法。 这项工作的目的是对过去5年的文献进行了有关IPS在ALS中的作用的文献综述，以更好地定义与发病机理和潜在未来疗法有关的神经生物学机制。 该评论还涉及用于重新编程细胞系并在体外产生人类运动神经元的先进且目前可用的技术，这些技术代表了研究病理过程，表型与基因型之间的关系，疾病进展以及这些疾病的潜在治疗靶标之间的关系。 干细胞的特定治疗选择涉及旨在替代死亡或受损的神经细胞的预先基因编辑技术，神经保护剂以及细胞或外泌体移植。 总而言之，本综述全面解决了人类多能干细胞（HPSC）在运动神经元疾病（MND）中的作用，重点是生理病理学，诊断和预后的影响，特定和潜在的未来治疗方案。如今，没有有效的治疗方法可以扭转疾病的进展，这会在发作后3 - 5年内导致死亡。然而，诱导的多能干细胞（IPS）技术可能是答案，为这种病理提供疾病建模，药物测试和基于细胞的疗法。这项工作的目的是对过去5年的文献进行了有关IPS在ALS中的作用的文献综述，以更好地定义与发病机理和潜在未来疗法有关的神经生物学机制。该评论还涉及用于重新编程细胞系并在体外产生人类运动神经元的先进且目前可用的技术，这些技术代表了研究病理过程，表型与基因型之间的关系，疾病进展以及这些疾病的潜在治疗靶标之间的关系。干细胞的特定治疗选择涉及旨在替代死亡或受损的神经细胞的预先基因编辑技术，神经保护剂以及细胞或外泌体移植。总而言之，本综述全面解决了人类多能干细胞（HPSC）在运动神经元疾病（MND）中的作用，重点是生理病理学，诊断和预后的影响，特定和潜在的未来治疗方案。了解HPSC在MND中的生物学机制和实际意义对于推进治疗策略和改善受这些毁灭性疾病影响的患者的预后至关重要。
大象诱导多能干细胞的推导
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。