摘要

精神分裂癥和自閉癥等神經(jīng)發(fā)育障礙的治療方案目前有限。用于治療精神分裂癥的抗精神病藥物并不適用于所有患者，也不是針對所有疾病的癥狀，也有嚴(yán)重的副作用。目前還沒有FDA批準(zhǔn)的藥物來治療自閉癥的核心癥狀.為了開發(fā)新的、更有效的治療策略，干細(xì)胞技術(shù)被用于將成體細(xì)胞重新編程成誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞，這些干細(xì)胞可以分化為神經(jīng)元細(xì)胞，甚至是三維腦器官。這項新技術(shù)有潛力闡明神經(jīng)發(fā)育障礙的復(fù)雜機制，為藥物發(fā)現(xiàn)和個性化醫(yī)學(xué)提供更相關(guān)的平臺，甚至可以用于治療這種疾病。

?人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞腦組織和皮層神經(jīng)元培養(yǎng)物的比較轉(zhuǎn)錄分析

人誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞(IPSCs)可以沿著不同的神經(jīng)元譜系進行分化，產(chǎn)生二維神經(jīng)元培養(yǎng)物和三維腦器官。這種IPSC衍生的細(xì)胞模型正被用來研究人類神經(jīng)元功能的基本生物學(xué)，并詢問疾病生物學(xué)的分子基礎(chǔ)。

從IPSCs產(chǎn)生的不同細(xì)胞模型在細(xì)胞的多樣性和組織以及存在的細(xì)胞功能方面具有不同的特性。為了了解iPSC衍生的單層神經(jīng)元培養(yǎng)物和三維腦細(xì)胞器的轉(zhuǎn)錄差異，我們從健康對照者中分化出8株人iPSC系，從同一組iPSC細(xì)胞系中產(chǎn)生腦細(xì)胞器和皮層神經(jīng)元單層培養(yǎng)物。

我們在這些模型系統(tǒng)中進行了rna-seq實驗，并對基因表達數(shù)據(jù)進行了分析，以確定在腦器官和二維皮層神經(jīng)元培養(yǎng)中差異表達的基因。

在腦組織中，基因本體論分析顯示參與組織發(fā)育、刺激反應(yīng)和干擾素-γ途徑的基因豐富，而二維皮層神經(jīng)元培養(yǎng)顯示參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和神經(jīng)發(fā)生的基因豐富。我們還對這些基因表達譜與人胎兒前額葉皮層(PFC)的轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)進行了比較分析。

這一分析顯示，與單層皮層神經(jīng)元培養(yǎng)譜相比，胎兒PFC轉(zhuǎn)錄組與腦器官基因表達譜有更大的重疊。我們的研究勾勒出皮層神經(jīng)元單層培養(yǎng)和三維腦器官之間的轉(zhuǎn)錄差異，并有助于正確使用這些模型系統(tǒng)來解決特定的科學(xué)問題。

干細(xì)胞模型與治療：精神分裂癥治療的關(guān)鍵途徑

精神疾病，如精神分裂癥，會帶來痛苦和殘疾，同時也會給個人和醫(yī)療系統(tǒng)帶來沉重的代價。不同的遺傳和環(huán)境因素在上述疾病的出現(xiàn)中起著關(guān)鍵作用。由于對精神疾病的常規(guī)治療方案并不理想，研究者們正試圖尋找新的治療策略。

在此，干細(xì)胞療法被推薦為新的選擇。在這種情況下，臨床前檢查干細(xì)胞為基礎(chǔ)的療法，特別是使用適當(dāng)?shù)哪Ｊ?，可以方便通過強過濾器和認(rèn)真檢查，以確保適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量和安全性作為一種新的治療方法。

動物模型不能充分幫助跟蹤病理生理特征。目前，以干細(xì)胞為基礎(chǔ)的模型，特別是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，被認(rèn)為是這一領(lǐng)域中比較合適的替代模型。因此，干細(xì)胞模型的重要性，特別是作為精神疾病嚴(yán)重分型之一的精神分裂癥再生醫(yī)學(xué)結(jié)果的實驗