iPSC體外疾病模型研究平臺(tái)，解鎖藥物篩選新速度
iPS細(xì)胞，即誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells，iPS cells），是通過(guò)對(duì)體細(xì)胞進(jìn)行重編程，讓分化的體細(xì)胞“返老還童”，成為類(lèi)似人胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell，ESCs）的多能性干細(xì)胞。
2006年日本京都大學(xué)Shinya Yamanaka教授在《Cell》上率先報(bào)道了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的研究。他們把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉(zhuǎn)錄因子引入成年小鼠的成纖維細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)可誘導(dǎo)其發(fā)生轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的iPS細(xì)胞在形態(tài)、基因和蛋白表達(dá)、表觀遺傳修飾狀態(tài)、細(xì)胞增值能力、類(lèi)胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都與胚胎干細(xì)胞相似。Shinya Yamanaka教授也因此獲得2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
iPSC制備過(guò)程[1]
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞iPS技術(shù)具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，可用于干細(xì)胞治療研究，構(gòu)建疾病模型，發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)或篩選新的藥物。iPSC已被應(yīng)用在多個(gè)疾病領(lǐng)域，包括神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄅ两鹕?、腦卒中等）、心力衰竭、黃斑病變、糖尿病、外傷、血液瘤等，部分產(chǎn)品已進(jìn)入到臨床試驗(yàn)階段。
iPSC應(yīng)用疾病領(lǐng)域[2]
iPSC體外疾病模型的優(yōu)勢(shì)
基于人iPSC的疾病模型示意圖[3]
體外誘導(dǎo)的iPSC可無(wú)限擴(kuò)增和定向分化，可替代較難獲得的原代細(xì)胞系。
患者體內(nèi)誘導(dǎo)出來(lái)的iPSC，分化形成的類(lèi)器官，有利于大規(guī)模的進(jìn)行藥物篩選。
iPSC在體外更容易進(jìn)行基因編輯，誘導(dǎo)分化細(xì)胞可以高效模擬疾病的治療。
基于人iPSC的細(xì)胞治療示意圖[3]
iPSC體外疾病模型研究平臺(tái)
南模生物iPSC疾病研究模型平臺(tái)擁有多年培養(yǎng)干細(xì)胞的經(jīng)驗(yàn)和干細(xì)胞基因編輯技術(shù)，已建立穩(wěn)定的iPS誘導(dǎo)系統(tǒng)，可提供高效的疾病研究模型。
可提供的服務(wù)內(nèi)容及交付周期如下：
iPSC體外疾病模型服務(wù)案例
iPSC?reprogramming
iPSC重編程
圖1 A. 重編程第0天時(shí)細(xì)胞的形態(tài)；B. 第7天，細(xì)胞開(kāi)始貼壁；C. 第12天，iPSC克隆開(kāi)始出現(xiàn)；D. 第18天，iPSC克隆長(zhǎng)成，邊緣清晰，細(xì)胞致密。
圖2 A. iPS細(xì)胞干性標(biāo)記基因RNA水平表達(dá)檢測(cè)；B. iPS細(xì)胞干性標(biāo)記基因免疫熒光染色；C. 畸胎瘤驗(yàn)證；D. 內(nèi)胚層、中胚層和外胚層標(biāo)記基因的表達(dá)檢測(cè)；E. 核型檢測(cè)。
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(gòu)建策略圖；B. iPSC-NANOG-2A-tdTomato熒光表達(dá)驗(yàn)證，Scale bar=100μm。
iPSC?LRRK2點(diǎn)突變
圖4?A.?iPSC-LRRK2(G2019S)策略圖；B. Sanger測(cè)序結(jié)果。
iPSC?CISH基因第三個(gè)外顯子內(nèi)選取sgRNA進(jìn)行基因編輯，移碼突變?cè)斐?em style="box-sizing: border-box;">CISH基因的敲除。
圖5 A. iPSC-CISH-KO策略圖；B. Sanger測(cè)序結(jié)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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