iPSC在疾病研究和藥物開發(fā)中的應(yīng)用使我們對(duì)疾病發(fā)生及其治療方案有了新的認(rèn)知與探索。以往不依賴iPSC的疾病研究模型在展現(xiàn)體內(nèi)病理生物學(xué)、遺傳學(xué)等方面有較大的局限性，如今通過使用源自患者的iPSC衍生的疾病模型可有效規(guī)避這種局限性。

近日，STEMCELL聯(lián)合Wiley出版社推出有關(guān)如何開發(fā)iPSC作為可靠的疾病研究模型的技術(shù)指南，將幫助您更好地了解iPSC作為研究模型的用途以及如何將其納入您的研究。

下文我們將對(duì)此技術(shù)指南進(jìn)行簡(jiǎn)短的介紹，如您有需要可掃描文末二維碼免費(fèi)申領(lǐng)紙質(zhì)版/電子版材料。

技術(shù)指南正文部分主要分為5個(gè)模塊，包括iPSC的簡(jiǎn)介、iPSC的維持培養(yǎng)、iPSC模型應(yīng)用案例、iPSC未來發(fā)展方向以及結(jié)論，本期推文將重點(diǎn)對(duì)iPSC的維持培養(yǎng)、iPSC模型應(yīng)用案例以及iPSC未來發(fā)展方向這3個(gè)模塊進(jìn)行簡(jiǎn)短介紹。

圖示技術(shù)指南目錄

模塊一：iPSC的維持培養(yǎng)

iPSC由于其與原代細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物模型的互補(bǔ)性使得其在疾病模型構(gòu)建以及臨床研究方面具有更高生理相關(guān)性，更能代表體內(nèi)疾病的發(fā)生機(jī)制。本模塊主要分5個(gè)要點(diǎn)對(duì)iPSC培養(yǎng)進(jìn)行介紹：

• iPSC適用于多種研究領(lǐng)域和藥物開發(fā)方向
• 培養(yǎng)iPSC和iPSC衍生細(xì)胞的策略
• iPSC細(xì)胞系選擇的指導(dǎo)原則
• iPSC培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和可重復(fù)性
• iPSC分化方案

例如，多囊腎病（PKD）的原代細(xì)胞系模型由于它們?cè)醋阅I切除組織，代表疾病晚期的特征，很難全面展現(xiàn)疾病發(fā)生機(jī)制及其他研究應(yīng)用。

PKD小鼠模型雖包含該疾病中最常見的突變，即NPHP1基因突變，但并未表現(xiàn)出腎臟表型的改變，這可能是由于物種之間基因或遺傳背景的功能差異所致。相比之下源自患者的iPSC可以攜帶常見突變以及與PKD疾病發(fā)生相關(guān)的遺傳背景。

模塊二：iPSC模型的應(yīng)用案例

在此模塊中主要通過3個(gè)案例闡述iPSC模型在不同疾病研究中的應(yīng)用，主題包括：如何確定潛在的藥物靶點(diǎn)和生物標(biāo)志物、神經(jīng)退行性疾病的關(guān)鍵分子通路研究以及測(cè)試多細(xì)胞型疾病機(jī)制和藥物反應(yīng)。

例如，遺傳性疾病脊髓性肌萎縮癥（SMA）會(huì)導(dǎo)致兒童患者因脊髓神經(jīng)元丟失而導(dǎo)致肌肉萎縮，并因呼吸窘迫而死亡。

圖示GATA6與NFκB介導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)毒性相關(guān)的作用示意圖

*GATA6：GATA結(jié)合因子6；NFκB：核因子活化B細(xì)胞κ輕鏈增強(qiáng)子

通過使用源自患者的iPSC進(jìn)行SMA疾病建模，更好地闡明SMA病理學(xué)的關(guān)鍵因素和機(jī)制，證明了iPSC在重現(xiàn)復(fù)雜組織中的疾病過程以及描繪這些組織內(nèi)細(xì)胞類型特有的病理機(jī)制方面有重要用途^[1]。

模塊三：iPSC未來發(fā)展方向

iPSC技術(shù)的進(jìn)步為個(gè)性化醫(yī)療、器官和多器官建模、臨床前試驗(yàn)和藥物篩選平臺(tái)帶來新的發(fā)現(xiàn)。iPSC衍生的類器官、器官芯片（OoC）和多器官芯片（MOC）可以與其他模型互補(bǔ)，有替代動(dòng)物模型的潛力，以及能規(guī)避倫理道德的風(fēng)險(xiǎn)，是作為藥物篩選和臨床前試驗(yàn)的金標(biāo)準(zhǔn)。

另一個(gè)廣受研究者感興趣的領(lǐng)域是評(píng)估iPSC模型與動(dòng)物模型相比對(duì)藥物反應(yīng)和毒性的預(yù)測(cè)能力。Huang等人^[2]最近證明了使用人iPSC衍生的心肌細(xì)胞和神經(jīng)元進(jìn)行基于群體的高通量藥物細(xì)胞毒性篩選的可行性。

以上是對(duì)此技術(shù)指南的簡(jiǎn)短概述，如您需完整版資料可掃描下方二維碼填寫信息，我們會(huì)將相關(guān)資料發(fā)送至您的郵箱！同時(shí)我們會(huì)在10月12日-15日召開的中國(guó)干細(xì)胞第十三屆年會(huì)（CSSCR）上贈(zèng)送紙質(zhì)版本，如您有需要可至B展臺(tái)免費(fèi)領(lǐng)取！

*請(qǐng)勾選技術(shù)手冊(cè)、資料，填寫iPSC疾病研究模型技術(shù)指南

參考文獻(xiàn)

[1] Allison RL, Welby E, Khayrullina G, Burnett BG, Ebert AD. Viral mediated knockdown of GATA6 in SMA iPSC-derived astrocytes prevents motor neuron loss and microglial activation. Glia. 2022 May;70(5):989-1004. doi: 10.1002/glia.24153. Epub 2022 Jan 28. PMID: 35088910; PMCID: PMC9303278.

[2] C. Y. Huang et al., “Population-based high-throughput toxicity screen of human iPSC-derived cardiomyocytes and neurons,” Cell Rep., vol. 39, no. 1, p. 110643, Apr. 2022, doi: 10.1016/j.celrep. 2022.110643.