JPD：改善人iPSC诱导为多巴胺能神经元方法有助治疗帕金森疾病

坤明

作者：towersimper 来源：生物谷 2012-2-4 18:09:29
, d  O3 N6 |2 Z5 u! `$ B' e5 p
7 P: P9 r- R( l" C" F4 `9 q1 R2 G. ^: P8 f. {

9 L' F+ e; H4 j( I. q; l成纤维细胞去分化为全能性或多能性细胞图，图片来自维基共享资源。
$ a" ^; i( }0 e# ]& F0 ]; T
3 s7 y- X* I) L' z诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)是治疗神经疾病的一种大有希望的细胞替换疗法。比如，人们使用人iPSC和小鼠iPSC产生改善帕金森疾病模式大鼠中症状的多巴胺能神经元(dopaminergic neuron)。根据发表在Journal of Parkinson's Disease期刊上的一篇研究论文，来自日本的一组科学家在灵长类模式动物中评价了人来源iPSC获得的神经祖细胞(neural progenitor cells, NPCs)的生长、分化和功能，阐明了它们的治疗潜力。
7 S" F+ _9 x7 Z9 v- R
- W, [+ T1 V8 t日本东京大学Jun Takahashi博士是这篇论文的通讯作者。他说，“我们开发出一系列不含饲养细胞的培养方法诱导人iPSCs变成NPCs，将处于不同分化阶段的NPCs移植到帕金森疾病模式猴子脑部。我们开发出使用核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)、正电子放射断层造影术(positron emission tomography, PET)、免疫细胞化学技术和行为分析的方法评价移植的NPCs的生长和多巴胺能活性，其中所采用的这些技术在临床前研究中是非常有用的。”, j7 [& ~+ {3 R. ~, Q3 h. u
& L: ?) I! F, I! H  u: |% E
MPTP是一种导致帕金森疾病症状的神经毒素。研究人员将人iPSCs移植进经过MPTP处理的实验室小鼠和猴子的脑部。他们发现在不含饲养细胞的培养条件下孵育的iPSCs产生功能性的中脑多巴胺能神经元。Takahashi.博士注意到，“在以前的研究中，中脑多巴胺能神经元是从人iPSCs中诱导产生的，但是这种方法需要与小鼠基质饲养细胞(stromal mouse feeder cell)或基质胶(Matrigel，译者注：它目前人胚胎干细胞的无饲养层培养体系中常规使用的包被材料)共同孵育。我们的不含饲养细胞的方法将更适合于临床应用。”5 M2 m$ m1 K/ l  y

4 ~' P8 F' N3 ]+ P0 Z在体内促进功能性多巴胺能神经元成熟需要用生长因子预处理。MRI和PET成像技术允许对体内细胞增殖和活性进行实时监控。该研究证实在移植的NPCs中多巴胺合成、运输和重新摄取反映多巴胺能活性，这种方法也能够用于人帕金森疾病患者。/ F/ a5 o( ^7 i- b* {$ t  `
1 z, q" V) b: ]$ Y. s2 ^
Takahashi博士作出结论：“我们的结果有助于在帕金森疾病模式灵长类动物中评价从人iPSC获得的神经元细胞的存活、分化和功能。尽管在临床应用之前我们不得不使用更多的灵长类模式动物进行附加的临床前研究，我们相信我们的发现有助于人们开发出治疗帕金森疾病的细胞替换疗法。” (生物谷：towersimper编译)/ k+ w: R2 g! }: V9 K

) {. }* s( s8 ^Survival of Human Induced Pluripotent Stem Cell–Derived Midbrain Dopaminergic Neurons in the Brain of a Primate Model of Parkinson's Disease
# N/ `- H7 T5 ^$ Q/ E. e4 z2 V0 O  `% T& k2 g3 @# s! b2 n
Tetsuhiro Kikuchi, Asuka Morizane, Daisuke Doi, Hirotaka Onoe, Takuya Hayashi, Toshiyuki Kawasaki, Hidemoto Saiki, Susumu Miyamoto, Jun Takahashi$ H% ~; r" A% ]. ]# Z7 I( N

( w9 L  P$ K% gBefore induced pluripotent stem cells (iPSCs) can be used to treat neurologic diseases, human iPSC-derived neural cells must be analyzed in the primate brain. In fact, although mouse and human iPSCs have been used to generate dopaminergic (DA) neurons that are beneficial in rat models of Parkinson's disease (PD), human iPSC-derived neural progenitor cells (NPCs) have not been examined in primate brains. Here, we generated NPCs at different stages of predifferentiation using a feeder-free culture method, and grafted them into the brains of a monkey PD model and NOD-SCID mice. Magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET), immunocytochemistry, and behavioral analyses revealed that NPCs pretreated with Sonic hedgehog and fibroblast growth factor-8 followed by glial cell–derived neurotrophic factor, brain-derived neurotrophic factor, ascorbic acid, and dibutyryl cyclic AMP resulted in smaller grafts than those without these treatments, and survived as DA neurons in a monkey brain as long as six months. Thus, for the first time, we describe a feeder-free neural differentiation method from human iPSCs and an evaluation system that can be used to assess monkey PD models.
3 y4 H2 x! [( V, r; ]; X
0 _2 Q0 B! P1 ~, P