課題第三幕課題第三幕

小張的三馬婧玥一.胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分 化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo) 細(xì)胞因子誘導(dǎo) 共培養(yǎng)方式誘導(dǎo) 轉(zhuǎn)誘導(dǎo) 現(xiàn)有成 二.誘導(dǎo)ES/iPS為神經(jīng)樣細(xì) 模擬胚胎環(huán)境：EBs介導(dǎo)的神經(jīng)外胚層發(fā) 視黃酸（RA）誘導(dǎo)的方 MEDII條件培養(yǎng)基誘導(dǎo)方 EBs在成分明確的培養(yǎng)基中被選 2直接誘導(dǎo)分 極低密度配分確定的培養(yǎng) 基質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)發(fā)生 條件培養(yǎng)基介導(dǎo)的神經(jīng)發(fā) 三.iPS在ALS中的應(yīng) 研究目的和背 實(shí)驗(yàn)過(guò) **音猬因子 **視黃酸 展 神經(jīng)元的鑒 免疫組化的使 神經(jīng)細(xì)胞標(biāo)記 選擇合適的免疫組化標(biāo)記 優(yōu)化措 四.iPS治療性應(yīng) 鐮刀型貧血癥的治 神經(jīng)系統(tǒng)遺傳疾病的研 多巴胺能神經(jīng)元病變的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病變的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾 脊髓性肌萎縮癥(spinalmuscularatrophy,SMA):29肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥(amyotrophiclateral 其他神經(jīng)元病變的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾 在神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾病藥物篩選和臨床治療中應(yīng)用.疾病iPS細(xì)胞應(yīng)用于藥物篩 疾病iPS細(xì)胞應(yīng)用于疾病治 其 六.參考文 一.胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分維甲酸(RA)、二甲基亞砜(DMSO)、維生素A、地塞和2,5-羥基維生素D3等試劑可誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化為神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞、成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞最常用的特異性誘導(dǎo)劑是維甲酸,它可通過(guò)經(jīng)典的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞的分化,還可以白血病抑制因子(LIF)活化胚胎干細(xì)胞的自我更新信號(hào)通路,從而促進(jìn)胚胎干細(xì)胞分化。DMSO機(jī)制主要是影響c-myc表達(dá)，降低細(xì)胞的內(nèi)源性聚腺苷二磷酸核苷表達(dá)水利用誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化時(shí),誘導(dǎo)劑的添加不僅對(duì)胚胎干細(xì)胞產(chǎn)生一定的毒性作用,同時(shí)也給胚胎發(fā)育重要內(nèi)源性因素的分析帶來(lái)很多不便。在體外培養(yǎng)下,胚胎干細(xì)胞對(duì)細(xì)胞因子具有依賴性。培養(yǎng)過(guò)程中添加或撤除擬胚體(EBs),再在擬胚體的基礎(chǔ)上進(jìn)一步誘導(dǎo)使其分化為目的細(xì)胞得的目的細(xì)胞純度不高,這是胚胎干細(xì)胞內(nèi)在的多能性發(fā)育程序所決定的。某些細(xì)胞因子可以誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞的定向分化,如白細(xì)胞介素-3(IL-3)可促使胚胎干細(xì)胞分化為紅系造血細(xì)胞、肥大細(xì)胞和粒細(xì)胞,而白細(xì)胞介素-6(IL-6)可環(huán)境中多種因素共同作用的結(jié)果,同時(shí)微環(huán)境中各因素也共同決定著胚胎干細(xì)胞的分化方向。應(yīng)用與目的細(xì)胞共培養(yǎng)誘導(dǎo)ES細(xì)胞向肝細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等成功分化的屢見(jiàn)不鮮。兩種或兩種以上細(xì)胞共培養(yǎng),會(huì)增加病原體的概率,尤其是的概率,這是共培養(yǎng)體系應(yīng)用于臨床誘導(dǎo)干細(xì)胞向肝細(xì)胞分化的主要。轉(zhuǎn)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)誘導(dǎo)法主要是利用轉(zhuǎn)染技術(shù)將某些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)成分的轉(zhuǎn)入胚胎干細(xì)胞中,使某個(gè)促分化在胚胎干細(xì)胞中過(guò)表達(dá),從而有效地誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞發(fā)生特異性分化沈干等將外源TGF-β轉(zhuǎn)染小鼠胚胎干細(xì)胞,雜交實(shí)驗(yàn)證實(shí)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)整合到胚胎干細(xì)胞組,并表達(dá)外源TGF-β的mRNA,然后以懸滴法培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞,7d后發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞被誘導(dǎo)為具有內(nèi)皮細(xì)胞特征的細(xì)胞;作者同時(shí)發(fā)現(xiàn),外源rhTGF-β在培養(yǎng)基中對(duì)胚胎干細(xì)胞分化有明顯促進(jìn)作用,這種方法誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化的效率高,得到的分化細(xì)胞的純度也較高,具有應(yīng)用前景。加入或撤出某些細(xì)胞因子轉(zhuǎn)等維生素A轉(zhuǎn)入信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)成 →促分 增加病原 率，需解抑制LIF——經(jīng)典信號(hào)傳導(dǎo)途徑——23:52-54,266.林海,張芳, 胚胎干細(xì)胞的定向誘導(dǎo)分化及應(yīng)用.生物學(xué)教學(xué)2011年(36卷)5向神經(jīng)細(xì)胞的誘導(dǎo)分且易于在體外培養(yǎng)和擴(kuò)增,能無(wú)限增殖。因此,人胚胎干細(xì)胞是將來(lái)神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞替代治療的最“細(xì)胞目前,各種誘導(dǎo)生成神經(jīng)細(xì)胞的方法層出不窮,但相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明失去了分化潛能的終末細(xì)胞移植入受體后難以成功整合到受體腦組織并會(huì)很快。因而誘導(dǎo)分化得到的神經(jīng)干細(xì)胞移植仍然是治療的重要途徑馮樹(shù)梅等采用無(wú)低密度快速誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向神體細(xì)胞分化的方法PCR分析表明,所得到的細(xì)胞為高純度的神體細(xì)胞,其分化率接近%。但高純度前體細(xì)胞仍有致瘤性,可能該細(xì)胞的發(fā)育學(xué)地位更加接近于胚胎干細(xì)胞,對(duì)其發(fā)育學(xué)表型的進(jìn)一步探討,將為胚胎干細(xì)胞來(lái)源的神體細(xì)胞的研究奠定基礎(chǔ)。最近,等[4]利用采用序貫誘導(dǎo)法,模仿體內(nèi)胚胎細(xì)胞的生長(zhǎng)分化環(huán)境,按胚胎干細(xì)胞生長(zhǎng)階段逐步改變濃度和培養(yǎng)液成分,逐步添加生長(zhǎng)因子、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等,最終誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞高比率定向分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞。向造血細(xì)胞的定向分2080年代初小鼠的胚胎干細(xì)胞建立細(xì)胞系以來(lái)人們就開(kāi)始了從造血干細(xì)胞作為起始細(xì)胞高效特異地誘導(dǎo)其向紅系祖細(xì)胞分化,獲得了在體外能夠大規(guī)模擴(kuò)增的紅系祖細(xì)胞,24周胎齡的人胎肝基質(zhì)細(xì)胞與紅系祖細(xì)胞共培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)了紅系祖細(xì)胞的高效脫核生成成熟紅細(xì)胞,為人胚胎干細(xì)胞體僅具有應(yīng)用前景,自從Doestsan等發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞在一定條件下可以分化形成心肌細(xì)胞后,胚胎干細(xì)胞便成為研究心臟表達(dá)和功能的有用工具。Kehat等[5]在體外將人的胚胎干細(xì)胞成功誘導(dǎo)分化成心肌細(xì)胞,這些細(xì)胞中有8.1%可自發(fā)收縮,5Chen的研究結(jié)果顯示,給心肌梗死鼠注入胚胎干細(xì)胞不僅可使病鼠的存活率提高,而且注入的干細(xì)胞可以分化成心肌細(xì)胞,但是分化向內(nèi)皮細(xì)胞的定向分,但是成熟內(nèi)皮細(xì)胞體外增殖能力有限,單貼壁培養(yǎng)法,單純采用血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子G)誘導(dǎo),使胚胎干細(xì)胞貼壁分化、生長(zhǎng),,ashma等7]VEGF梯度濃度成正相關(guān),表明VEGF對(duì)血管內(nèi)皮發(fā)育呈劑量依賴性。向上皮細(xì)胞的定向分胚胎干細(xì)胞可被直接誘導(dǎo)分化為視網(wǎng)膜細(xì)胞和視網(wǎng)膜色素上皮,誘導(dǎo)分化的視網(wǎng)膜細(xì)胞移植后能整合進(jìn)視網(wǎng)膜,20082月日本大學(xué)的Takahashi等在體外成功誘導(dǎo)人胚胎干細(xì)胞高效分化為多角形視網(wǎng)膜色素上皮,同時(shí)向培養(yǎng)液中添加成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)、?；撬岷途S生素A酸,(如黃斑向其他細(xì)胞的定向分胚胎干細(xì)胞在一定條件下可以誘導(dǎo)分化為生殖細(xì)胞。Hǜbner等用胚胎干細(xì)胞在體外分化出細(xì)胞和類囊胚樣結(jié)構(gòu)。Feng等將胚胎干細(xì)胞體外誘導(dǎo)產(chǎn)生了。徐運(yùn)等在體外對(duì)胚胎干細(xì)胞向毛細(xì)胞轉(zhuǎn)化進(jìn)行了逐步誘導(dǎo)分化研究,52%表達(dá)毛細(xì)胞特異性的分子。石倫剛等成功誘導(dǎo)了人胚胎干林海,張芳, 胚胎干細(xì)胞的定向誘導(dǎo)分化及應(yīng)用.生物學(xué)教學(xué)2011年(36卷)5二.誘導(dǎo)ES/iPS為神經(jīng)樣細(xì)iPSCsESCsESCsiPSCs未分狀態(tài)，體外培養(yǎng)時(shí)iPSCs也需要飼養(yǎng)層細(xì)胞和分化抑制因子。隨著2009年人用四倍體互補(bǔ)法證明了單純iPSCs可以提供的發(fā)育以來(lái)，iPSCs全能的特性足以與ESCs媲美(Bolandetal.,2009;Zhaoetal.,2009)。近年來(lái)許多用誘導(dǎo)ESCs分化的方法可以在體外將iPSCs分化形成很多組織的細(xì)胞，包括神然而不斷有iPSCs與ESCs在甲基化水平和microRNA表達(dá)水平上有明顯差異(Bhutanietal.,2010;Chinetal.,2010; andCooper,2010)。MatthiasStadtfeld等，小鼠iPSCs上12qF1部位的印記的表達(dá)沉默是導(dǎo)致iPSCs與ESCs區(qū)別的最大誘因這些印記沉默的iPSCs往往可法的iPSCs與ESCs差別甚微(Liuetal.,2010;Stadtfeldetal.,2010)。也有稱不同組織誘導(dǎo)形成的iPSCs在體外培養(yǎng)的最初階段差異較大，iPSCs仍然表達(dá)供體組織的某些特異性的標(biāo)記(Kimetal.,2010)，有人稱這種現(xiàn)象為遺傳。但是Kimetal.也隨著iPSCs傳代的進(jìn)行這種因供體組織造成的差異會(huì)愈來(lái)愈小所以在這里，同時(shí)一起考慮ESCs和iPSCs的神經(jīng)樣細(xì)胞誘導(dǎo)分化。目前認(rèn)為誘導(dǎo)ESCs形成神經(jīng)細(xì)胞的培養(yǎng)系統(tǒng)主要有兩類，分別是：1EBs模擬胚胎神經(jīng)外胚層發(fā)生所需要的細(xì)胞間的相互作用和信2、ESCs生長(zhǎng)在一個(gè)相對(duì)低的密度環(huán)境中，通過(guò)條件培養(yǎng)特異性促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)生。與前者相反的是，第二種方法通常了ESCs發(fā)育所依賴的細(xì)胞間ESCs往神經(jīng)的分化，簡(jiǎn)單說(shuō)首通過(guò)形成EBs促進(jìn)原始三個(gè)胚層細(xì)胞的分化，接著由培養(yǎng)基質(zhì)來(lái)對(duì)神經(jīng)生長(zhǎng)進(jìn)模擬胚胎環(huán)境：EBs最初從ESCs誘導(dǎo)產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)胞是通過(guò)EBs的形成介導(dǎo)的。去除維持（EBsEBs生長(zhǎng)至2-4天后，會(huì)形成由內(nèi)胚層細(xì)胞的外胚層區(qū)域的結(jié)構(gòu)(Mayeetal2004Rathjenetal2002)。在這個(gè)時(shí)期，EBs與較早期的胚胎時(shí)期相似，其外胚層仍然可以往三個(gè)胚層分化，并且仍然保持全能性O(shè)ct4的FGF5(Mayeetal2004Rathjenetal2002)。當(dāng)EBs繼續(xù)生長(zhǎng)6-8天以后，EBs的區(qū)域會(huì)經(jīng)歷氣穴現(xiàn)象，形成了在內(nèi)的上皮層。上皮層內(nèi)的細(xì)胞最終能夠發(fā)育形成外胚層，特異的表達(dá)Sox2Otx2(Mayeetal2004Rathjenetal2002)Sox1Sox3(Mayeetal.,2004Rathjenetal2002)以定向的誘導(dǎo)EBs的區(qū)分化成神經(jīng)上皮。中胚層或內(nèi)胚層的一些衍生物可以促進(jìn)EBs的區(qū)內(nèi)的細(xì)胞往神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)分化。視黃酸（RA）誘導(dǎo)的方RA最先被證明可以促進(jìn)多能性的畸胎瘤細(xì)胞產(chǎn)生神體細(xì)胞和神經(jīng)元，之后便被用于ESCsBain等研究發(fā)現(xiàn)EBs形成4培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)引入5×10-7M的RA繼續(xù)培養(yǎng)4天，EBs中神經(jīng)元的發(fā)生數(shù)量可以提高40%，這便是經(jīng)典的“4-/4+”的模型(Bainetal.,1995)。隨后的幾年中，和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元誘導(dǎo)效率(Bibeletal.,2004;Lietal.,2005;Wichterleetal.,2002)。這個(gè)方法還被證明適用于人類ESCs。且實(shí)驗(yàn)的周期相對(duì)較長(zhǎng)，一般需要2周以上。MEDIIRathjen證明，培養(yǎng)人肝癌細(xì)胞系Hep-G2的條件培養(yǎng)基能夠促進(jìn)小鼠ESCs形成均一的原始外胚層樣細(xì)胞(Rathjenetal.,1999)。這一條件下形成的EBs不會(huì)形成在內(nèi)的內(nèi)胚層，但是細(xì)胞仍然可以形成本質(zhì)上純粹的神經(jīng)外胚層樣的上皮層。此時(shí)大多數(shù)細(xì)胞表達(dá)神經(jīng)干細(xì)胞特異性的標(biāo)記Sox1和Nestin。因子時(shí)它們能夠分化成神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)脊。Hep-G2的條件培養(yǎng)基神經(jīng)誘導(dǎo)活性尚未確定，至今還未能在人類ESCs中誘導(dǎo)出神經(jīng)細(xì)胞。EBs在成分明確的培養(yǎng)基中被選這個(gè)方法被很多人使用過(guò)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是結(jié)合運(yùn)用EBs作為中間媒介形成三個(gè)胚層來(lái)源的細(xì)胞，隨后經(jīng)歷神經(jīng)特異性的選擇。將形成早期階段的EBs貼附培養(yǎng)在最低限度的無(wú)的系統(tǒng)中，即ITSFn（無(wú)培養(yǎng)系統(tǒng)中的成分包含胰島素、轉(zhuǎn)鐵蛋白、硒和纖維連接蛋白）(Guanetal.,2001;Okabeetal.,1996)。經(jīng)歷幾天的培養(yǎng)，非神經(jīng)細(xì)胞包括未分化的ESCs，胚胎外的內(nèi)胚層和中胚層細(xì)胞將逐漸留下的只有神經(jīng)外胚層衍生出來(lái)的神體細(xì)胞它們高表達(dá)Nestin、Sox1、Sox2和其他一些神經(jīng)特異性的標(biāo)記(Okabeetal.,1996)。當(dāng)用層連粘蛋白作為基質(zhì)，并且配合FGF2（成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子）情況下能夠促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，如此約有80-95%的細(xì)胞是神經(jīng)干細(xì)胞(Okabeetal.,1996)元(Bibeletal.,2004;Brustleetal.,1999;Leeetal.,2000)FGF2可以提高NSCs的時(shí)間才能誘導(dǎo)NSCs產(chǎn)生，一般需要10天至兩個(gè)星期。因?yàn)樵摲椒ú襟E比較這個(gè)方法同樣適用于人類的ESCs的神經(jīng)誘導(dǎo)。EBs可以比較容易誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)生，但是EBs存在諸多缺陷①EBs大小的變化（其原由于EBs形成初期不同的細(xì)胞數(shù)量或者EBs生長(zhǎng)分化的時(shí)間）會(huì)影響神體細(xì)胞的產(chǎn)生；形成素以便其可以到達(dá)EBs的致部分，如此，在EBs的到EBs外部會(huì)形成低濃度到高濃度形成素的梯度，導(dǎo)致EBs分化的不同時(shí)期出現(xiàn)不同胚層③由大量的細(xì)胞形成的EBs不容易被直接的觀察誘導(dǎo)過(guò)程中細(xì)胞形態(tài)的變④EBs系統(tǒng)往往缺省了神經(jīng)誘導(dǎo)的信號(hào)因子2許多途徑能夠促進(jìn)ESCs向神經(jīng)的分化包括選擇性的無(wú)的培養(yǎng)和營(yíng)養(yǎng)neurobasal培養(yǎng)基。這些培養(yǎng)基最初被用在培養(yǎng)取自胚胎和成體組織的NSCs。數(shù)據(jù)表明這些培養(yǎng)條件可以通過(guò)選擇性的促進(jìn)非神經(jīng)細(xì)胞的維持NSCs的增殖，并且可以去除了中的某些神經(jīng)抑制因素，譬如BMPs。值得LIFOct4ESCs的凋亡。然而，神經(jīng)干細(xì)胞卻更適應(yīng)這種培養(yǎng)環(huán)境，多半與其自分極低密度配分確定的培養(yǎng)Kooy實(shí)驗(yàn)組的一系列的研究表明ESCs可以在沒(méi)有飼養(yǎng)層細(xì)胞存在的情況下以極低的密度（1-20個(gè)細(xì)胞每孔）在無(wú)的成分明確的培養(yǎng)基中分化形成神經(jīng)干細(xì)胞(Tropepeetal2001)ESCsEBs的形成，這一方法是將體外培養(yǎng)神經(jīng)球的懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)運(yùn)用ESCs，誘導(dǎo)后者產(chǎn)生出了神經(jīng)干細(xì)胞。ESCs首先在LIF存在的條件下形成原始神經(jīng)球，此時(shí)的神經(jīng)球內(nèi)包含Oct4和Nestin陽(yáng)性的原始神經(jīng)干細(xì)胞。當(dāng)去除了LIF并且添加FGF或EGF之后，神經(jīng)球會(huì)逐漸成熟，變成Oct4和Nestin陽(yáng)性。LIF在原始ESCs的存活。BMP4信號(hào)通路抑制，反之這一信noggin則能夠促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的生成效率(Smukleretal.,2006)。對(duì)于研究缺省機(jī)制最好的現(xiàn)象是4小時(shí)內(nèi)80%的ESCs表達(dá)Nestin和Sox1。方法為篩選輔助生存和增殖因子提供了非常好的平臺(tái)前腦和后腦的標(biāo)記能夠胞(Tropepeetal.,2001)ESCs形成原始的神經(jīng)干細(xì)胞是效率非常低，大約只有0.2%的ESCs能夠在這樣的培養(yǎng)基環(huán)境中形成球狀克隆?；|(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)發(fā)生基質(zhì)細(xì)胞是指許多中的疏松的組織細(xì)胞，比如和骨髓來(lái)源的細(xì)胞。它們?cè)谛惺构δ艿臅r(shí)候?qū)ζ渌?xì)胞有支持作用。Perrier以及Vazin等實(shí)驗(yàn)組發(fā)現(xiàn)將人類ESCs終末分化的細(xì)胞，譬如多巴胺能的神經(jīng)元(Barberietal.,2003;Kawasakietal.,基質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)神經(jīng)發(fā)生的依據(jù)根本上是基于通常小鼠和靈長(zhǎng)類的神經(jīng)發(fā)生都依賴于中胚層的信號(hào)。許多基質(zhì)細(xì)胞被證明可以誘導(dǎo)神經(jīng)的發(fā)生，比如M5，2等?；|(zhì)細(xì)胞雖然可以有效地誘導(dǎo)神經(jīng)的發(fā)生，但是共培養(yǎng)系統(tǒng)會(huì)引入異種細(xì)胞，最重要的是基質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)神經(jīng)發(fā)生的機(jī)制至今尚不是很清晰。小鼠ESCs系統(tǒng)不涉及，并且不依賴于EBs的形成或者與其他類型細(xì)胞的介入。這個(gè)方法是由YingESCs被培養(yǎng)在成份明確的培養(yǎng)基中，并且沒(méi)有不明確因素飼養(yǎng)層的參與(Yingetal.,2003)。Ying等，通過(guò)這一誘導(dǎo)系統(tǒng)，ES80%Sox1陽(yáng)性(Yingetal2003)。此后，有研究運(yùn)用該系統(tǒng)在誘導(dǎo)的最初階段通過(guò)使用BMP4信號(hào)通路的抑制劑noggin可以提高人ESCs神經(jīng)發(fā)生效率(Gerrardetal.,2005)。最近又有人聯(lián)合使用Noggin和SB431542這兩種抑制劑封閉SMAD信號(hào)途徑，80%ESCsiPSCs能夠被誘導(dǎo)成神經(jīng)細(xì)胞(Chambersetal.,2009)。模擬胚胎環(huán)境（EBs介導(dǎo)EBs 產(chǎn)物純，可用FGF2ESCs將EBS 體細(xì)經(jīng)典的“4-/4+”的模型——三.iPSALS中的應(yīng)Muchofthehopeinvestedinpatient-specificstemcellsisbasedontheassumptionthatitwillbepossibletodifferentiatethemintodiseaserelevantcelltypes.ALSischaracterizedbytheprogressivedegenerationofspinalcordmotorneurons,andrecentstudieshaveshownthatbothcell-autonomousandnon–cell-autonomousfactorscontributetodiseaseprogression.Inparticular,gliafromALSanimalmodelswereshowntoproducefactorsthataretoxictomotorneurons.ThesestudiesindicatethatproductionofbothmotorneuronsandgliawouldbeessentialformechanisticstudiesandperhapsforeventualcellreplacementtherapiesforALS.WethereforeattemptedtogeneratespinalmotorneuronsandgliawiththeuseofadirecteddifferentiationprotocoldevelopedformouseandhumanEScells.EBsformedfromiPScellsweretreatedwithtwosmallmolecules:anagonistofthesonichedgehog(SHH)signalingpathwayandretinoicacid(RA).WhenthesedifferentiatedEBswereallowedtoadheretoalaminin-coatedsurface,neuron-likeoutgrowthswereobserved(Fig.4A).Manyoftheseprocessesstainedpositiveforaneuronalformoftubulin,b-tubuliIb(TuJ1),confirmingtheirneuronalnature(Fig.4Bandfig.S6).Tofurthercharacterizethecellsafterdirecteddifferentiation,weplateddissociatedEBsontolaminin-coatedslidesasasingle-cellsuspension.TuJ1-positiveneuronsthatcoexpressedthemotorneuronmarkerHB9[amotorneuron–specifictranscriptionfactor]couldbereadilyidentifiedinculturesderivedfromboththeA29aandA29bcelllines.InculturesdifferentiatedfromA29biPScells,weexamined3262nuclei(fromthreeindependentdifferentiationexperiments)andfoundthat651stainedforHB9,indicatingthat20%ofallcellsexpressedthismotorneuronmarker.Moreover,morethan90%oftheseHB9-positivecellsalsoexpressedISLET1/2[ISL,transcriptionfactorsinvolvedinmotorneurondevelopment](Fig.4,EtoH,andfigs.S5CandS8).MorethanhalfoftheseHB9-andISL-positiveneuronsexpressedcholineacetyltransferase(ChAT),demonstratinganadvanceddegreeofcholinergicmotorneuronmaturation.CellsexpressingthespinalcordprogenitormarkersOLIG2andPAX6wereprevalentinthesecultures(fig.S9A),whichsuggeststhatthesepatient-specificiPS-derivedmotorneuronsarosefromprogenitorssimilartothosefoundinthedevelospinalcord.Inaddition,cellsexpressingtheglialmarkersGFAP(glialfibrillaryacidicprotein)andS100werereadilyidentified(Fig.4Dandfig.S10).Thus,patient-specificiPScells—likehumanEScells—canrespondappropriaytodevelopmentallyrelevantpatterningsignals,demonstratingthefeasibilityofleveragingtheself-renewalofiPScellstogenerateapotentiallylimitlesssupplyofthecellsspecificallyaffectedbyALS.近年來(lái)的研究表明胚胎干細(xì)胞向NSCs分化時(shí)可白SHH并表達(dá)SHH受體(PtcI)SHH信號(hào)通路可導(dǎo)致NSCsNSCs的增殖。SHH與維甲酸等聯(lián)合作用還能誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞**維生素A（視黃醇）在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為視黃酸，與視黃醛（維生素A在脫氫酶現(xiàn)，其可以激活再生所必要的，是動(dòng)物肢體再生過(guò)程中必不可缺的物質(zhì)。ManyrecentinsightsintothepathophysiologyofALScomefromthestudyoffamilialformsofthisdisease.Thepatient-specificiPScellsproducedherewillbeimportanttoolsforfurtherstudiesofmechanismsbywhichfamilialdiseasearises.However,morethan90%ofALSpatientsareafflictedbyasporadicformofdisease,thoughttoarisefromcomplexinteractionsbetweengeneticandenvironmentalfactors(26).Asaresultofthesecomplexities,ithasbeenimpossibleuntilnowtodeviseinvitrocell-basedmodelsforthismostcommontypeofALS.Patient-specificiPScellsgeneratedfromindividualswithsporadicdiseasewouldcarrythepreciseconslationofgeneticinformationassociatedwithpathologyinthat.ThisapproachwouldallowstudyoflivingmotorneuronsfromALScaseswithunknowngeneticlesions,providinginsightintotheirintrinsicsurvivalproperties,theirinteractionswithothercelltypes,andtheirsusceptibilitytotheenvironmentalconditionsthatareconsideredtoplayanimportantroleinALS0年代出現(xiàn)的免疫組化技術(shù)用于鑒定細(xì)胞類型，研究開(kāi)始使用免疫組化來(lái)確定神經(jīng)元含有單胺酶酪氨酸羥化（多巴胺β羥化（R（和非神經(jīng)元特異性烯醇化（分別為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞特異標(biāo)記的出來(lái)后免GF（IGF膽堿乙?；D(zhuǎn)移酶，小白蛋白，神經(jīng)絲蛋白作為了標(biāo)記物。通常用到神經(jīng)元抗原的分子性質(zhì)和功能特性在發(fā)現(xiàn)它們的時(shí)候是未知目前研究在研究中有大量的免疫組化標(biāo)記物來(lái)幫助區(qū)分大腦中細(xì)胞的神經(jīng)元特異性烯醇化酶NSE,也簡(jiǎn)稱為γ-烯醇或烯醇化酶2，是由成熟神經(jīng)元和神經(jīng) 細(xì)胞持續(xù)表達(dá)的胞雖然NSE1992年，Mullen等人了能夠識(shí)別脊椎動(dòng)物神經(jīng)元特異的白單克隆抗體的產(chǎn)生該蛋白被稱（NeuN，能夠在成年小鼠中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)的多數(shù)神經(jīng)細(xì)胞類型中檢測(cè)到。NeuN的出現(xiàn)致。研究現(xiàn)在已將NeuN鑒定為Fox-3，F(xiàn)ox-3蛋白質(zhì)參與調(diào)控的mRNAFox-3由神經(jīng)系統(tǒng)微管相關(guān)蛋白2（MAP-MAP-2記物它在脊椎動(dòng)物胚胎和成年神經(jīng)系統(tǒng)的組織中表達(dá)在神體中表達(dá)較弱，但在隨后顯著提高（大神經(jīng)元特異性微管蛋白亞型βIII一天后表達(dá)。在大MAP-22a、2b2c三個(gè)亞型。MAP-2c似乎在早期發(fā)育過(guò)程中特異性表達(dá)，只在軸突中表達(dá)。MAP-2cMAP2a所替代。與此相反，MAP2b被發(fā)現(xiàn)整個(gè)生命過(guò)程中都有表達(dá)。MAP-2用，因此只有在樹(shù)突中能夠觀察到。?III微管蛋白TuJ1，細(xì)胞內(nèi)的等等方面發(fā)揮作用。因此，免疫組化染色發(fā)現(xiàn)TuJ1存在于未成神經(jīng)元胞體，樹(shù)突，軸突和軸突末端。使用免疫組化檢測(cè)TuJ1的顯著優(yōu)點(diǎn)之一是其展現(xiàn)軸突和末端細(xì)節(jié)的能力。雖然某種β-細(xì)胞中也有發(fā)現(xiàn)，但它卻并不能被TuJ1雙腎上腺皮質(zhì)激素臨重要的神經(jīng)細(xì)胞標(biāo)記膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶CT是催化乙酰膽堿的酶因?yàn)樗诮^大多數(shù)的膽堿能神經(jīng)元中表達(dá)CT的免疫反應(yīng)性經(jīng)常被用來(lái)作為在各種神經(jīng)退行性疾病中認(rèn)知能力下降的標(biāo)志物。它的檢測(cè)已經(jīng)被用于研究阿爾茨海默氏?。ˋD）的典型神經(jīng)性變化中，CT纖維網(wǎng)的膽堿能神經(jīng)元損壞和整體形態(tài)的變化。酪氨酸羥化酶同樣，酶TH免疫組化一直是研究帕金森氏病的一個(gè)重要工具，帕金森氏病是伴有黑質(zhì)多巴胺能細(xì)胞損失的運(yùn)動(dòng)疾病。TH能夠限制多巴胺（以及腎上腺素和去甲腎上腺素）的速度。在驗(yàn)尸研究中，TH免疫組化已被用來(lái)量化緩解，TH免疫組化已作為檢測(cè)多種帕金森氏病的動(dòng)物模型研究中保護(hù)作用的一種。可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的分神經(jīng)元軸·Tau：NeuronTypeofMAP;helpsmaintainstructureofthe神經(jīng)元樹(shù)·MAP：NeuronDendrite-specificMAP;proteinfoundspecificallydendriticbranchingofneuron。是組成神經(jīng)元細(xì)胞骨架的神經(jīng)元早differentiatedneuronNervousSystem，β-IIITubulin又名tubulinβ-4，是原始神經(jīng)上皮中所表達(dá)的最早的神·Noggin：NeuronAneuron-specificgeneexpressedduringdevelopmentofneuronsNeurosphereEmbryoid星型膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志Galfbraryadcpon(GP)AyePensecialyedyatye.屬于三型中間絲蛋白成員，在星型膠質(zhì)細(xì)胞中大量特異性表達(dá)。在外周神經(jīng)系統(tǒng)中的細(xì)胞和部分雪旺氏細(xì)胞中也有少量表達(dá)。神經(jīng)干細(xì)胞也會(huì)頻繁并大量的表達(dá)GAPGAP運(yùn)動(dòng)神經(jīng)·HB9：amotorneuron–specifictranscription·ISL1：transcriptionfactorsinvolvedinmotorneuron少突膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志·Myelinbasicprotein：OligodendrocyteProteinproducedbymatureoligodendrocytes;locatedinthemyelinsheathsurroundingneuronalstructures，是由中樞神經(jīng)系統(tǒng)中·O4：OligodendrocyteCell-surfacemarkeronimmature,develooligodendrocyte·O1：OligodendrocyteCell-surfacemarkerthatcharacterizesmatureoligodendrocyte神經(jīng)干細(xì)·Nestin:NestinNeuralprogenitorIntermediatefilamentstructuralproteinexpressedinprimitiveneuraltissueNestinVI型中·CD133:120kDa5個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，它能識(shí)HSCsCD34+亞類。CD133CD34篩選HSCCD133+可被體外誘導(dǎo)分化為內(nèi)皮細(xì)胞。并且，canbeinducedtodifferentiateintoendothelialcellsinvitro.并且，人的神經(jīng)干細(xì)胞用抗CD133CD133Neuralstemcell,HSCCell-surfaceproteinthatidentifiesneuralstemcells,whichgiverisetoneuronsandglialcells·PSA-NCAM(Polysialicacid-neuralcelladhesionmolecule):胚胎時(shí)NCAMPSA-NCAM經(jīng)常高唾液酸化，在神經(jīng)元發(fā)PSA-NCAM可能和突觸的重排和可塑性有關(guān)。在成年，PSA-NCAM的表達(dá)限制在保留可塑性的區(qū)域。神經(jīng)元限制性的前體細(xì)胞可由高表達(dá)PSA-NCAM而·p75NeurotrophinR(NTR):p75NTR,也稱為低親和神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體。p75NTR,Trk存在時(shí)被活化,提高對(duì)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的反應(yīng)性。TrkCp75NTR協(xié)同作用，參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。最近，p75NTR神經(jīng)元標(biāo)·Neurofilament(NFNeuronImportantstructuralproteinforneuronidentifiesdifferentiatedneuron是神經(jīng)元所特有的·NeuN：成為識(shí)別神經(jīng)元標(biāo)準(zhǔn)的免疫細(xì)胞化學(xué)標(biāo)志·NSE：Neuronalspecific突觸標(biāo)記·Synaptophysin：NeuronNeuronalproteinlocatedinsynapses;indicatesconnectionsbetweenneurons·SynaptotagminsCa2+信號(hào)選擇合適的免疫組化標(biāo)記NEUNMAP-2標(biāo)記。對(duì)這些標(biāo)記的抗體已的抗體就可能被使用到。其中包括一些標(biāo)記谷氨酸能的，GABA能的，膽堿能的或者胺神經(jīng)元?？梢垣@取的信息依賴于目標(biāo)蛋白的定位先前的研究了使用抗一種定位于整在哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中，前神經(jīng)堿性螺旋環(huán)螺旋型basichelix-loop-helix(bHLH)轉(zhuǎn)錄因子參與了關(guān)鍵事件的調(diào)節(jié)。前神經(jīng)bHLH轉(zhuǎn)錄DNA上E-box序列-CANNTC游如NeuroD1等的轉(zhuǎn)錄的一類。前神經(jīng)bHLH轉(zhuǎn)錄因子包括Mash1、Math、Neurogenin1，Neurogenin2，它們均在大腦皮層前祖細(xì)胞中高表達(dá)。前神經(jīng)bHLH轉(zhuǎn)錄因子參與了神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的分化選擇定型。當(dāng)前神經(jīng)bHLH活性丟失后在bHLH的激活型因子中，Ngn2蛋白分子作為原神經(jīng)蛋白分子中統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中，Ngn2通過(guò)激活一系列原神經(jīng)bHLH下游轉(zhuǎn)錄因子，諸Nex1,NeuroM,NeuroD/BETA2來(lái)決定神經(jīng)祖細(xì)胞定向分化為神經(jīng)細(xì)胞運(yùn)，同時(shí)抑制其向膠質(zhì)細(xì)胞的分化。NeuroD轉(zhuǎn)錄因子的激活能夠打破干細(xì)CarolFode等人證實(shí)三個(gè)胚層的分化過(guò)程中均有相同的BHLH中轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，而這些因子的表達(dá)順序是Ngn2>Math3>NeuroD>Nscl1，Ngn2的突變可神經(jīng)嵴向三個(gè)胚層的分化。2008年文獻(xiàn)Ngn2轉(zhuǎn)染神體細(xì)胞（s）促進(jìn)了s的存活，并且顯著地增加了s誘導(dǎo)為成熟神經(jīng)元的比例。實(shí)驗(yàn)者通過(guò)慢載體將Ngn2轉(zhuǎn)染入皮源性的iPs，研究這一促進(jìn)外胚層干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化過(guò)程中起重要作用的原神經(jīng)能否同樣促進(jìn)屬于iPS向神經(jīng)細(xì)胞的定向分化。在哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中原神經(jīng)的產(chǎn)物Mash1和Ngn2可以誘導(dǎo)NotchDll1Notch通路。Notch蛋白是一種跨膜蛋白被激活后其胞內(nèi)區(qū)（NICD）至核內(nèi)和DNA結(jié)合蛋白R(shí)BPj形NICD-RBPBHLHhes1hes5hes1hes5的表達(dá)上調(diào)反過(guò)來(lái)抑制原神經(jīng)的表達(dá)從而使干細(xì)胞處于相互抑制的狀態(tài)而誘導(dǎo)培養(yǎng)基培養(yǎng)7天后，與空轉(zhuǎn)染組和空白對(duì)照組細(xì)胞相比較，Ngn2Dll1hes1的表達(dá)明顯降低，均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.017天后皮膚源性iPS持續(xù)的Ngn2基NotchDll1hes1的下調(diào)，從而抑制了Notch，本研究中通過(guò)慢載體介導(dǎo)ngn2轉(zhuǎn)染SKPs出一種新型的iPS結(jié)果證實(shí)這種iPS在誘導(dǎo)后具有更高神經(jīng)分化效率Dll1蛋白表達(dá)量明顯高于對(duì)照組，而hes1表達(dá)明顯低于對(duì)照組。從而可以得出結(jié)論，Ngn2轉(zhuǎn)導(dǎo)得到的iPS更容易在誘導(dǎo)后發(fā)生神經(jīng)分化。，·AcomprehensivereviewofimmunohistochemicalmarkersforCNSneuronalcellPatimaTanapat(patimadottanapatatgmail) Princeton,NewJersey,United·JohnT. InducedPluripotentStemCellsGeneratedfromPatientswithCanBeDifferentiatedintoMotor 29AUGUST2008VOL四.iPS治療性應(yīng)ES細(xì)胞進(jìn)行移植治療的話，因細(xì)胞供體和受體的免疫組織不相容性而會(huì)導(dǎo)致免疫排斥反應(yīng)，這是眾人所不希望看到的結(jié)果；iPS的出現(xiàn)給了學(xué)界一個(gè)新的思路——使用自身的體細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)多能干細(xì)胞從而抑制免疫排Hanna等人率先在小鼠中用iPS蛋白分別用人的α、Aγ和βS-珠蛋白所替代（Wechoseahumanizedknock-inmousemodelofsicklecellanemiainwhichthemousea-globingeneswerereplacedwithhumana-globingenes,andthemouseb-globingeneswerereplacedhumanAγandβSsickle)globingenes。這樣的小鼠出現(xiàn)了典型的鐮刀形貧血癥狀（HomozygousmiceforthehumanβSalleleremainviableforupto18monthsbutdeveloptypicaldiseasesymptomssuchassevereanemiaduetoerythrocytesickling,splenicinfarcts,urineconcentrationdefects,andoverallpoorhealth）首先,將患病小鼠尾尖成纖維細(xì)胞重編程為iPS細(xì)胞（infectedthecellswithretroesencodingforOct4,Sox2,andKlf4factorsandalentiencodinga2-loxc-MyccDNA，然后通過(guò)同源重組的方法用人野生型βA-珠蛋白替代了βS-珠蛋白（iPS#3.3cellswereelectroporatedwithaingconstructcontainingthehumanβAwildtypeglobingeneiPS細(xì)胞定向分化為造血祖細(xì)胞(hematopoieticprogenitors,HPs)，并將純化后的HPs移植入hβS/hβSHPsiPS細(xì)胞分化而來(lái)的HPs有效地抑制了鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥癥狀。例如，多染性細(xì)胞(polychromasia)降低，紅細(xì)胞大小不等現(xiàn)象(anisocytosis)和紅細(xì)胞變形(poikolocytosis)減少,以及紅細(xì)胞數(shù)目增加。由于c-myc存在性，所以文中使用了anadeno binasetodeletethe 獲得的iPS細(xì)胞大多是通過(guò)介導(dǎo)表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子而建立的這樣的iPS細(xì)胞基因組DNA中有DNA，因此無(wú)法應(yīng)用在身上。但是有這樣一個(gè)想法：如果將iPS細(xì)胞分化為成紅細(xì)胞這些紅細(xì)胞將不再有細(xì)胞核和組DNA，從而去除了DNA的安全隱患，是否可以安全用于治療?HannaJ，etal.TreatmentofSickleCellAnemiaMouseModelwithiPSCellsGeneratedfromAutologousSkin.Science2007,318:1920-1923神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾病(neuralhereditarydiseases)是由于卵遺傳物質(zhì)的量結(jié)構(gòu)或功能改變導(dǎo)致發(fā)育的出現(xiàn)以神經(jīng)系統(tǒng)功能缺損為主要臨床表現(xiàn)的高疾病。大多數(shù)神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾病異質(zhì)性極大,病情進(jìn)展緩慢,發(fā)病的分子機(jī)理尚不明確,導(dǎo)致無(wú)法對(duì)疾病做出準(zhǔn)確的。因此,臨床和治療亟多巴胺能神經(jīng)元病變的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳強(qiáng)直和步態(tài),包括性和散發(fā)性兩種目前,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)與PD發(fā)病相關(guān)的,如:α-synuclein(PAKR1/4)、Parkin(PARK2)、UCHL1(PARK5)、關(guān)于PD-iPS細(xì)胞模型的,過(guò)去主要集中于誘導(dǎo)方法的研究。2011年,Nguyen等首次對(duì)PD-hiPSCs衍生的多巴胺能神經(jīng)元的相關(guān)生物學(xué)特性進(jìn)行了研究。他們發(fā)現(xiàn),PD-hiPSCs衍生的多巴胺能神經(jīng)元的α-突觸白(α-synuclein)明顯升高,細(xì)胞對(duì)過(guò)氧化氫、MG-132和6-羥多巴胺的敏感性也隨之變強(qiáng)。Byers等在研究中也證實(shí)了這一現(xiàn)象。此外,他們還發(fā)現(xiàn)LRRK2-G2019S突變和α-突觸白三倍體患者來(lái)源的iPS細(xì)胞衍生的多巴胺能神經(jīng)元可以更好地模擬PD的早期病變過(guò)程。最近,Liu等[40]發(fā)現(xiàn),LRRK2突變會(huì)導(dǎo)致PD-iPS細(xì)胞衍生的 細(xì)胞核結(jié)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病變的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性,脊髓性肌萎縮癥是由于SMN的點(diǎn)突變或缺失突變引起運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元功能喪失而導(dǎo)致的弛緩性癱瘓和肌肉萎縮,iPS細(xì)胞模型的第一個(gè)2009年Ebert等研究發(fā)現(xiàn),與正常hiPSCs相比SMA-hiPSCsSMN蛋白(人類運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元生存蛋白)的表達(dá)及其衍生的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的數(shù)量和體積都有明顯降低。此后的研究還證實(shí),SMA小SMN的表達(dá)。2013年,Corti等采用特殊設(shè)計(jì)的寡核苷酸鏈糾正了SMN的突變位點(diǎn),并發(fā)現(xiàn)修復(fù)后的SMASMAhiPSCs衍生的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元不再出現(xiàn)修復(fù)之前的疾病特異性表型此外,將修復(fù)后的SMA-hiPSCs衍生的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元移植入SMA小鼠體內(nèi)可以延長(zhǎng)其并減輕疾病表型,為細(xì)胞移植治療帶來(lái)新的曙光。,肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥包括性和散發(fā)性兩種,遺傳性ALS主要是由于SOD1(超氧化物歧化酶)VAPB(修復(fù)相關(guān)蛋白)以及TDP-43(Tar-DNA結(jié)合蛋白)Dimos等建立了SOD1突變的ALS-hiPSCs模型,并誘導(dǎo)其分化為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元,但當(dāng)時(shí)未能鑒定出異常表型此后,Mitne-Neto等建立了VAPB突變的ALS-hiPSCs模型,VAPB蛋白表達(dá)水平顯著下降,表明VAPB可能與ALS疾病的發(fā)生相關(guān)。最近,Egawa等[43]建立了TDP-43突變的ALS-hiPSCs模型,不僅發(fā)現(xiàn)其衍生的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元表達(dá)異常高水平的突變TDP-43蛋白,而且篩選出一種可以減弱ALS運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元異常表型的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)其他神經(jīng)元病變的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性雷特綜合征是由位于X上編碼甲基化結(jié)合蛋白2的MECP2突變引起谷氨酸能神經(jīng)元突觸形成能力下降而導(dǎo)致的進(jìn)行性智力和孤獨(dú)癥行為Marchetto等證明,RTTiPSX染色體隨機(jī)失活的生理過(guò)程,并最終形成有功能的神經(jīng)元。同時(shí)發(fā)現(xiàn),RTT-hiPSCs衍生的神經(jīng)元某些與該患者本人一致的病變表型,包括谷氨酸能神經(jīng)元突觸形成的減少,神經(jīng)元形態(tài)的改變,功能依賴型鈣信號(hào)的瞬變和電生理的異常。最近,Farra等和Ananiev等分別通過(guò)建立攜帶MECP2不同突變位點(diǎn)的不同患者來(lái)源的RTT-hiPSCs模型,再次驗(yàn)證了其衍生神經(jīng)細(xì)胞的上述異常表型。脆性X綜合征(fragileXsyndrome,脆性X綜合征是由位于X上編碼FMRP蛋白的FMR1上(CGG)n三核苷酸重復(fù)序列的異常引起神經(jīng)元減少和功能異常而導(dǎo)致的智力2010年,Urbach等分別建立了FXS來(lái)源的ES細(xì)胞系和iPS細(xì)胞系研究發(fā)現(xiàn),突變的FMR1在未分化的FXS-hESCs中有表達(dá),而隨著分化的發(fā)生表達(dá)才會(huì)逐漸沉默。然而,在FXShiPSCs中,突變的FMR1始終,這表明iPSES細(xì)胞來(lái)源的疾病模型在疾病發(fā)生機(jī)理等研究中具有差異。2012年,Wang等發(fā)現(xiàn)FMRP蛋白的缺失會(huì)引起突觸前功能和神經(jīng)元形成的異常。LiuFXS-hiPSCs衍生的多種神經(jīng)元亞型均有表型畸變和功能異常。在神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾病藥物篩選和臨床治療中應(yīng)疾病iPS細(xì)胞應(yīng)用于藥物篩iPS細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化為特定的神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,為高病變神經(jīng)細(xì)胞的表型和表達(dá)水平的變化,可以篩選出能夠改善或恢復(fù)病變目前,iPS細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾病藥物篩選的研究中取得了一定的突破。Tropea等胰島素生長(zhǎng)因子1(insulingrowthfactor1,IGF1)可以在很大程度上RTT小鼠的疾病表型。MarchettoIGF1MECP2不同突變位點(diǎn)來(lái)源的RTT-hiPS細(xì)胞衍生神經(jīng)元的異常表型,并發(fā)現(xiàn)給予合適濃度(100μg/mL)的慶大霉素可以挽救由于MECP2無(wú)義突變(RTT-Q244X)導(dǎo)致的RTT疾病表型。Egawa等建立了TDP-43突變的ALShiPS細(xì)胞模型,并從的四種化合物中最終篩選出一種可以一定程度上消除病變ALS運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元異常(A)iPS細(xì)胞在結(jié)合治療的細(xì)胞替代治療上的應(yīng)用首先，從身上分離體細(xì)胞，如成纖維細(xì)胞和角化細(xì)胞；其次,表達(dá)外源OCT4,SOX2,KLF4和C-MYC以誘導(dǎo)iPS細(xì)胞然后,通過(guò)同源重組來(lái)替代因組中有缺陷的;接著,將遺傳修飾后的iPS細(xì)胞在體外分化為所需要的細(xì)胞,如血液細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞;最后,將所需要的細(xì)胞移植入體內(nèi),以達(dá)到治疾病iPS細(xì)胞應(yīng)用于疾病治了將中腦組織移植入PD的殼核中,多數(shù)術(shù)后兩個(gè)月時(shí)可以觀察到病情明顯好轉(zhuǎn),并發(fā)現(xiàn)在左旋多巴藥物治療的情況下病情可以穩(wěn)定維4~6年。隨后的研究發(fā)現(xiàn),PD嚙齒類動(dòng)物體內(nèi)后可自發(fā)地向多巴胺能神經(jīng)元分化,術(shù)后幾周內(nèi)均可觀察到病情緩解的現(xiàn)象。近年來(lái),Wernig等誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞重編程為iPS細(xì)胞,并定向誘導(dǎo)其分化為中腦多巴胺能神經(jīng)元的各種亞型,通過(guò)熒光激活細(xì)胞分選術(shù)(fluorescenceactivatedcellsorter,FACS)將細(xì)胞中可能混有的未分化細(xì)胞剔除,以避免移植大鼠體內(nèi)后致,將獲得的多巴胺能神經(jīng)元經(jīng)手術(shù)移植入紋狀體6-羥基多巴胺缺5PD大