iPSC體外疾病模型研究平臺，解鎖藥物篩選新速度
iPS細胞，即誘導性多能干細胞（induced pluripotent stem cells，iPS cells），是通過對體細胞進行重編程，讓分化的體細胞“返老還童”，成為類似人胚胎干細胞（embryonic stem cell，ESCs）的多能性干細胞。
2006年日本京都大學Shinya Yamanaka教授在《Cell》上率先報道了誘導多能干細胞的研究。他們把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉錄因子引入成年小鼠的成纖維細胞中，發(fā)現(xiàn)可誘導其發(fā)生轉化，產生的iPS細胞在形態(tài)、基因和蛋白表達、表觀遺傳修飾狀態(tài)、細胞增值能力、類胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都與胚胎干細胞相似。Shinya Yamanaka教授也因此獲得2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
iPSC制備過程[1]
誘導多能干細胞iPS技術具有巨大的潛在應用價值，可用于干細胞治療研究，構建疾病模型，發(fā)現(xiàn)新的治療靶點或篩選新的藥物。iPSC已被應用在多個疾病領域，包括神經系統(tǒng)疾病（帕金森病、腦卒中等）、心力衰竭、黃斑病變、糖尿病、外傷、血液瘤等，部分產品已進入到臨床試驗階段。
iPSC應用疾病領域[2]
iPSC體外疾病模型的優(yōu)勢
基于人iPSC的疾病模型示意圖[3]
體外誘導的iPSC可無限擴增和定向分化，可替代較難獲得的原代細胞系。
患者體內誘導出來的iPSC，分化形成的類器官，有利于大規(guī)模的進行藥物篩選。
iPSC在體外更容易進行基因編輯，誘導分化細胞可以高效模擬疾病的治療。
基于人iPSC的細胞治療示意圖[3]
iPSC體外疾病模型研究平臺
南模生物iPSC疾病研究模型平臺擁有多年培養(yǎng)干細胞的經驗和干細胞基因編輯技術，已建立穩(wěn)定的iPS誘導系統(tǒng)，可提供高效的疾病研究模型。
可提供的服務內容及交付周期如下：
iPSC體外疾病模型服務案例
iPSC?reprogramming
iPSC重編程
圖1 A. 重編程第0天時細胞的形態(tài)；B. 第7天，細胞開始貼壁；C. 第12天，iPSC克隆開始出現(xiàn)；D. 第18天，iPSC克隆長成，邊緣清晰，細胞致密。
圖2 A. iPS細胞干性標記基因RNA水平表達檢測；B. iPS細胞干性標記基因免疫熒光染色；C. 畸胎瘤驗證；D. 內胚層、中胚層和外胚層標記基因的表達檢測；E. 核型檢測。
iPSC gene editing
iPSC基因編輯
在iPSC?NANOG基因后插入TdTomato熒光蛋白。
圖3 A. iPSC-NANOG-tdTomato構建策略圖；B. iPSC-NANOG-2A-tdTomato熒光表達驗證，Scale bar=100μm。
iPSC?LRRK2點突變
圖4?A.?iPSC-LRRK2(G2019S)策略圖；B. Sanger測序結果。
iPSC?CISH基因第三個外顯子內選取sgRNA進行基因編輯，移碼突變造成CISH基因的敲除。
圖5 A. iPSC-CISH-KO策略圖；B. Sanger測序結果。
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Reference：
[1] Karagiannis, P., Nakauchi, A., & Yamanaka, S. (2018). Bringing Induced Pluripotent Stem Cell Technology to the Bedside.?JMA journal,?1(1), 6–14. https://doi.org/10.31662/jmaj.2018-0005
[2] Yamanaka S. (2020). Pluripotent Stem Cell-Based Cell Therapy-Promise and Challenges.?Cell stem cell,?27(4), 523–531. https://doi.org/10.1016/j.stem.2020.09.014
[3] Shi, Y., Inoue, H., Wu, J. C., & Yamanaka, S. (2017). Induced pluripotent stem cell technology: a decade of progress. Nature reviews. Drug discovery, 16(2), 115–130. https://doi.org/10.1038/nrd.2016.245
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