SCI 干细胞国际 1687 - 9678 1687 - 966 x Hindawi出版公司 10.1155 / 2016/4869071 4869071 评论文章 人类iPSC神经系统的治疗方法:现在和未来的应用 Cefalo 玛丽亚Giuseppina 1 Carai 安德里亚 2 http://orcid.org/0000 - 0002 - 4747 - 1032 德国美诺公司 埃维莉娜 3、4 阿宝 Agnese 3 Ferretti) 伊丽莎白。 5 Mastronuzzi 安琪拉 1 杰 伊莎贝尔。 6 李 Tao-Sheng 1 血液学/肿瘤学和干细胞移植 小孩Gesu儿童医院 IRCCS 广场桑特'Onofrio 4 00165年罗马 意大利 ircc.it 2 神经科学和Neurorehabilitation 神经外科单位 小孩Gesu儿童医院 IRCCS 罗马广场桑特'Onofrio 00165 意大利 ircc.it 3 分子医学部门 Sapienza大学罗马 00161年罗马 意大利 uniroma1.it 4 纳米科学@Sapienza中心生活 意大利理工学院 00161年罗马 意大利 iit.it 5 实验医学部门 Sapienza大学罗马 00161年罗马 意大利 uniroma1.it 6 神经外科学系 伊坎在西奈山医学院 纽约 纽约10029 美国 mountsinai.org 2016年 30. 11 2015年 2016年 27 02 2015年 13 07年 2015年 16 07年 2015年 30. 11 2015年 2016年 版权©2016年玛丽亚Giuseppina Cefalo et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

许多中枢神经系统(CNS)疾病,包括中风、脊髓损伤(SCI),和脑部肿瘤是全球发病率和死亡率的一个重要原因,但没有满意的治疗方法。细胞疗法恢复失去的机能或携带治疗基因是一种很有前途的新治疗方法,尤其是在人类细胞则成为可用。然而,有效的代footprint-free和xeno-free人类iPSC是临床使用的先决条件。在本文中,我们将首先总结当前方法获得的人类足迹,xeno-free iPSC。我们将回顾当前治疗中枢神经系统再生的iPSC应用方法及其使用向量携带proapoptotic脑部肿瘤的基因和审查他们的应用程序模型的神经系统疾病和制定新的治疗方法。可用的结果将总结和比较。最后,我们将讨论当前使用的限制从而排除iPSC大规模临床应用和概述未来改进的领域。总之,重大进展发生在推导iPSC适合临床使用领域的神经系统疾病。目前努力克服技术难题,包括减少劳动力和成本,将有希望加快该技术的集成在临床设置。

 1。介绍

几个疾病影响中枢神经系统(CNS)包括中风、脊髓损伤(SCI),和脑部肿瘤仍然是主要原因的死亡率和发病率在美国和世界范围内( 1]。目前的治疗方法还没有完全成功地恢复受损的组织,在中风和SCI的情况下,或在有选择地杀死肿瘤细胞分散在其他正常的实质,而使后者,对于脑瘤。细胞治疗提供潜在优势提供再生组织或提供“向量”,旨在针对病变细胞。一个额外的挑战,改善中枢神经系统疾病的治疗是一个更好的理解他们的病理生理学,特别是神经退行性疾病,如帕金森疾病( 2]或肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS) ( 3]。为此,信息可以从病人的特定的细胞提供了一个很好的工具来加速机制的理解在这些条件的基础,可能提供新的治疗方法。

隔离的胚胎干细胞(ESC)最初被认为是最具创新性的策略方法“细胞再生医学”[ 4由于其多功能的特性,无限制的自我修复能力,autodifferentiate到任何细胞类型的能力。不幸的是,许多方面限制了它们的应用在治疗人类疾病,包括道德和技术问题,如他们的推导和免疫排斥的早期胚胎nonautologous细胞系( 5]。随后,“核克隆”的细化 6]或哺乳动物体细胞核移植似乎解决一些限制通过创建一个克隆细胞的核transfer-derived ESC隔离,为自体供者细胞疗法。这种策略演示了在免疫缺陷的小鼠模型的可行性 7但是没有成功复制人类。

2006年,高桥和山中( 8)开发的诱导多能干细胞(万能)使用成纤维细胞。他们鉴定出24个候选基因高表达在ESC授予和维持多能性的关键。这些基因逆转录病毒载体引入到小鼠成纤维细胞,证明体细胞重编程的回一个ESC-like多能性状态。第一次引起的细胞则只有四个基因的转移( 9),Oct4、Sox2 Klf4,原癌基因。这种方法应用于成人成纤维细胞,导致人类iPSC的创建( 10]。由于转基因造成的潜在基因整合的使用包含致癌基因原癌基因的逆转录病毒,原技术进行肿瘤发生的一个重要风险。最近的改进在核重编程iPSC感应安全与技术可以实现基因转移除了病毒转导( 11- - - - - - 14),从而消除基因整合的风险。这是临床上重要的则被认为是移植时,作为再生医学他们代表一个有前途的工具,在原发性心肌病等疾病( 15)、中风( 16),科学( 17]。

iPSC的主要特点是多能性( 18),定义能够分化成三个胚芽层和所有细胞类型。针对病人的iPSC的好处是双重的。疾病造型,patient-relevant突变的影响可以在正确的基因和细胞研究背景。在细胞疗法,针对病人的iPSC将排除免疫抑制的需求。精化disease-derived iPSC [ 19)在2008年首次获得ALS患者。这些特定的细胞则是成功定向分化成运动神经元,代表一个潜在的疾病造型新颖的平台。先进的感应的患者则允许使用模型广泛的各种不同的疾病,如原发性心肌病( 16和最近报道化疗引起的神经毒性 20.]。

最后,iPSC-derived细胞可用于细胞疗法作为载体携带基因到原来的器官。这是探索使用ESC脑瘤和人大 21, 22]。这种方法依赖于事实的理由主要脑瘤非常积极,渗透性的,和侵入性,因此需要细胞疗法,可以针对tumoral细胞的同时,仍能保留正常的大脑( 22]。

完成的目标使用iPSC大规模,许多技术进步需要追求包括减少劳动力和生产成本iPSC大规模。2009年在美国,美国食品药品管理局批准了该国首个人体试验在ESC移植到从SCI患者;试验,然而,2011年11月停了下来当公司融资的审判宣布中止试验由于金融问题[ 23]。此外,iPSC应该“安全”,易得的尸体来源以最小的侵袭性和重编程效率高,克服当前三大障碍。首先,由于病毒转基因基因修改的风险需要克服insertion-free或iPSC“footprint-free”。第二,致畸性的风险如果未分化的细胞则是道需要完整的分化或重组前的细胞则移植的失活。最后,非人类病原体的传播给人类的风险和/或免疫反应问题引发的污染从非人抗原,产生xeno-cell-dependent文化系统,需要xeno-free万能干细胞的发展。技术和结果用来克服这些负担如下所述。

 2。方法

图 1总结了方法获得iPSC。可以使用不同的体细胞重编程(图 1(左列)。重编程技术(图 1,中心柱)第一次使用病毒基因组整合(图 1(一)),然后使用footprint-free技术(图 1(b))。最后,培养条件(图 1起初,右列)要求支线细胞进化xeno-free条件允许安全的临床翻译。方法总结在下面的图表简要报告。

方法用于获得人类iPSC的图解表示。可以用于不同体细胞重编程(左列)。重编程技术(中心列)首次使用基于病毒基因组整合(一个),然后使用footprint-free技术(b)。footprint-free iPSC感应可以获得的仙台病毒(b) (i));附加体(b (ii));信使rna (b (3));核(b) (iv)。最后,培养条件(右列)起初要求支线细胞进化xeno-free条件允许安全临床翻译。

 2.1。可重复编程的iPSC的体细胞

理想情况下,细胞的来源hiPSC应该获得轻松和无创的病人,应该重新编程为万能效率高。细胞成功地用于hIPSC生产包括真皮成纤维细胞( 10),骨髓CD34 +细胞( 32],脐带血细胞[ 33),外周血细胞( 34),脂肪基质细胞( 35),神经干细胞( 36),和角化细胞 37)(图 1(左列)。

最近,中川et al。 38)能够获得足够数量的footprint-free, xeno-free hiPSC克隆烹饪和成纤维细胞和血细胞。李等人。 39]报道方法生成的足迹,xeno-free iPSC从尿液细胞可以通过细胞外获得完全无创依赖xeno-free iPSC文化条件和游离转染。

 2.2。“Footprint-Free iPSC

体细胞重编程的多能性蕴涵的风险基因逆转录病毒和慢病毒载体时修改。事实上,尽管这些向量是可行的和有效的在iPSC生产,他们也引起插入突变由于病毒载体整合,促使谨慎与临床应用(图的翻译 1(a))。

最早试图产生footprint-free iPSC nonintegrating向量编码的使用重组因子(RF)基于腺病毒( 40]反复和短暂的质粒转染 41, 42]。然而,这导致更低的重编程效率仍然有一些剩余风险的基因改变,从而迫使PCR筛选iPSC殖民地或测序前临床应用。

另一个有趣的系统是由游离体(图 1(b (ii))) 43, 44)表达载体的环状DNA编码射频合并通过细胞穿透肽根在文化媒体。游离体显示快速和持续的射频表达,允许一个单一的转染过程获得iPSC,虽然他们失去了稀释几周( 45]。尽管如此,episome-derived则需要检查基因重组和成功射频的间隙,使其临床适用性远不够理想。

后来,新的吸引方法生成footprint-free重组效率较高的细胞则是:RNA病毒(图 1(b) (i))),仙台病毒(股票) 46],信使RNA RNA (modRNA)[或修改 47)(图 1(b (3)))。塞,RNA系统射频感染进入细胞通过重组与一个完全RNA-based动物病毒复制周期。健壮的iPSC殖民地生成在2 - 3周,甚至与效率高于传统逆转录病毒和慢病毒协议。与游离方法一样,RNA已经签订的“一次性”优势和丢失iPSC扩张之间的通道。除了基因组重组风险,签订RNA方法遇到相同问题的游离系统临床应用,即被动射频结关和假阴性结果。信使rna的方法已经成功地应用于iPSC领域,实现高效和快速的动力学,没有意外插入突变的风险和不需要多个段落清除残余向量跟踪(图 1(b (3)))。事实上,一旦完成射频的转染,异位表达的细胞很快停止由于快速降解的信使rna在细胞质中。合成信使rna传递细胞可以通过电穿孔发生允许扩散进入细胞质中通过创建毛孔在细胞膜 48),通过与阳离子络合RNA车辆允许内化后被内吞作用连接到带负电荷的细胞膜( 49]。此外,平行于信使RNA转染其他RNA (siRNA, microrna长非编码RNA)可以用相同的方法,codelivered增加控制重组的可能性和分化提供生长因子、细胞因子、小分子在文化传媒 50)(图 1(b (iv)))。

 2.3。Xeno-Free iPSC

另一个重要的安全问题iPSC转化为临床需要减少或消除动物材料的使用,建立xeno-free条件iPSC推导和扩张(图 1,右列)。

所有初始hiPSC利用小鼠胚胎成纤维细胞培养技术馈线细胞和媒体包含其他xeno-contaminated试剂,继承协议开发hESC细胞在过去的十年里。鼠标给料机电池系统熊本身的风险传播的非人类病原体对人类以及免疫排斥的问题引发了非人抗原( 50]。为了克服这些障碍,几个协议一直未遂。几乎所有的方法都是基于对xeno-free媒体优化条件和使用的细胞外基质(ECM) feeder-independent文化系统( 50),用常规系统,包括牛血清白蛋白(BSA)在基底膜基质。各种矩阵可用于取代馈线细胞,如人工基底膜、CELLstart,重组蛋白,和合成聚合物。Xeno-free媒体最近开发包括TeSR2和基本E8介质( 39]。

前,由太阳et al。 51hESC培养),特点是完全没有的动物蛋白质和包容的人血清白蛋白和人类蛋白质的矩阵。然而,这些媒体的昂贵成本使其使用不适用于常规使用。此外,人类的高可变性批次的血清白蛋白可以影响改变的结果。澄清的需要时白蛋白在ES和iPSC媒体是严格与防止另一个组件的毒性, β巯基乙醇(BME),包含在媒体,并不再是必要的BME被移除时,提出了一种新的媒介,定义为E8(八个组件,包括DMEM / F12) ( 52]。此外,表面,有效地支持hESC派生和维护和iPSC添加如层粘连蛋白,vitronectin,并从人血浆纤连蛋白纯化,或decidua-derived pericellular矩阵间充质干细胞( 52]。几个vitronectin变异进行了测试,特别是VTN-NC和VTN-N导致高效 40]。中川et al。 38)报道称,重组层粘连蛋白- 511 E8碎片是有用的维护为矩阵和footprint-free hiPSCs结合StemFitTM介质,使用时完全xeno-free。他们的研究表明,Ff-hiPSCs footprint-free xeno-free条件下建立了几种类型的体细胞hiPSCs类似与喂食器,建立了使用传统系统显示相同的生长和分化潜能。

 2.4。hiPSC分化

hiPSC,用上面的方法,可以分化成所有细胞谱系,如图 2。详细的协议如何区分footprint-free hiPSC以前报道( 16, 53]。

人类iPSC可以分化成所有细胞谱系。

 3所示。结果 3.1。iPSC和缺血性中风

缺血性中风,还导致残疾和死亡率高,促使其他治疗方法的调查和/或经皮血管内溶栓治疗干预措施( 54]。则成为了一个有前途的工具,在缺血性脑损伤细胞替换。至少4提出了协同机制的有益作用占干细胞实验中风:神经保护,神经发生,调制的免疫反应和血管生成。第一次( 55]发生神经细胞因子的分泌VEGF和神经生长因子和神经营养因子等导致旁分泌作用,增加树突可塑性和轴突重写。内源性神经发生( 56)已被证明通过增加细胞的数量表达神经元早期谱系标记克莱斯勒在小鼠模型。调制的免疫和炎症反应 57)主要是通过减少炎症灶脑组织的监管机构,如小神经胶质细胞、炎症的差别通过诱导对这些监管机构,如tnf、il - 6,瘦素受体。最后,血管生成( 58)是刺激大脑微血管的形成和功能恢复peri-infarct地区已经证明干细胞输注后大鼠中风模型。

 3.2。iPSC和科学

SCI可由多种因素引起的,如创伤、缺血,和医源性损伤,导致感觉和运动障碍。SCI ( 59)是主要的后果不可逆转的损伤引起的直接机械侮辱和创伤的二次损伤炎症/免疫反应,细胞坏死和/或凋亡,excitotoxins、氧自由基、离子失衡,和轴突的反应。iPSC的疗效SCI可以影响多个机制( 60),如重建的神经突触连接神经细胞iPSC,轴突remyelination少突胶质细胞,由于神经营养因子和神经保护神经细胞分泌。在鼠标SCI模型中,数据显示,治疗iPSC的损伤可以通过这些机制[恢复受损功能 61年]。鼠标iPSC-derived人大移植到nonobese diabetic-severe联合免疫缺陷(NOD-SCID)小鼠的脊髓SCI后9天分化成所有三个神经血统不产生畸胎瘤和显示他们的神经分化能力,参与remyelination和诱导的轴突再生,促进运动功能恢复 62年]。因此,iPSC clone-derived人大可能是一个有前途的未来移植疗法在SCI的细胞来源。

 3.3。iPSC和神经退行性疾病模型

特定的细胞则提供了前所未有的机会学习的见解和可能发展为神经退行性疾病的治疗选择,更新困难目标由于缺乏实验模型。疾病的一代的细胞模型是基于特定疾病iPSC的分化细胞相关疾病( 63年]。iPSC的特征从不同的成纤维细胞据报道( 64年]。

表 1总结了中枢神经系统疾病特性则派生。大多数疾病表型可以重现在先天性和儿科疾病( 63年]。

神经退行性疾病的具体iPSC造型。

中枢神经系统疾病 遗传缺陷 表型
罹[ 24] ABCD1 少突胶质细胞的VLCFA水平增加
阿尔茨海默病( 25] Presenilin 1Presenilin 2应用程序重复 淀粉样蛋白增加 β(一个 β)分泌增加了 β40个生产增加phosphor-tau和GSK-3 β活动
肌萎缩性脊髓侧索硬化症( 3] SOD1、VAPB TDP43 减少VAPB运动神经元高浓度的TDP43蛋白质
亨廷顿氏舞蹈症( 26] CAG重复扩张计画的基因 在生长因子不足的半胱天冬酶活性增加
家族性神经异常( 27] IKBKAP 降低神经发生和神经分化相关基因的表达
帕金森病( 3] LRRK2、PINK1 SNCA 在PINK1-mutated多巴胺能神经元线粒体功能受损体内基因LRRK2对氧化应激的敏感性增加,SNCA-mutant神经元
Rett综合症( 28] MeCP2CDKL5 MeCP2:神经元成熟缺陷,突触数量减少CDKL5:异常的树突棘
脊髓性肌萎缩( 29日] SMN1 减少尺寸、数量和运动神经元的生存
Machado-Joseph疾病( 30.] MJD1 (ATXN3) Excitation-induced ataxin-3聚合在分化的神经元
精神分裂症( 31日] 多因子的 减少神经元连接,增加消费extramitochondrial氧气,和活性氧水平升高

VLCFA:很长链脂肪酸;ROS:活性氧。

 3.4。iPSC罹造型

张成泽et al。 24iPSC]生成x连锁罹(ALD),对儿童大脑退化(CCALD)和adrenomyeloneuropathy(飞行员)。CCALD和飞行员iPSC通常分化成胶质细胞,细胞类型主要影响肾上腺白质退化症患者的大脑,x表示没有发育缺陷由于ABCD1基因突变。虽然低X-ALD iPSC非常长链脂肪酸(VLCFA)水平显著增加后少突细胞分化。VLCFA积累在CCALD更高比飞行员少突胶质细胞,表明CCALD严重的临床表现可能与异常VLCFA积累少突胶质细胞。此外,异常积累VLCFA X-ALD寡树突胶质细胞可以减少调节ABCD2基因表达与洛伐他汀治疗后或4-phenylbutyrate。X-ALD iPSC模型概括疾病病理生理学的关键事件,VLCFA积累少突胶质细胞,并允许早期诊断疾病的亚型。X-ALD寡树突胶质细胞可以是一个有用的细胞治疗X-ALD模型系统开发新疗法。

 3.5。iPSC和Rett综合症模型

使用Rett综合症(RTT)作为自闭症谱系障碍遗传模型,Marchetto et al。 28)开发了一个文化系统使用RTT iPSC患者的成纤维细胞,生成泛函神经元。神经元来自RTT-iPSC较少的神经突触,减少脊柱密度、小soma大小,改变钙信号和电生理缺陷。最后,他们使用RTT神经元在拯救突触缺陷测试药物的影响。他们的模型概括人类神经发育疾病的早期阶段。

 3.6。iPSC和家族性神经异常模型

家族性神经异常(FD)是一种罕见但致命的周围神经病变,具有自主的损耗和感觉神经元和点突变引起的 IKBKAP基因,参与转录延伸。李等人。 27]阐述了构建FD-iPSCs和证明组织missplicing IKBKAP体外通过执行基因表达分析纯化FD-iPSC-derived血统。针对病人的神经嵴前体表达正常的水平很低 IKBKAP记录,作为一个疾病特异性的机制。他们也验证候选药物的效力在扭转异常剪接和改善神经分化。最后,科赫et al。 30.说明,则使异常处理与晚发性神经退行性疾病相关蛋白的研究在特定的神经元Machado-Joseph疾病模型。

 3.7。则作为脑部肿瘤的基因治疗载体

优质神经胶质瘤(HGG),最常见的原发性脑肿瘤,仍然是临床挑战平均寿命为14个月后最激进的最好的手术,放射和化疗 65年)由于肿瘤的广泛入侵和渗透能力大脑实质。这再加上大多数治疗化合物无法穿透大脑由于血脑屏障提高需要开发向量可以渗入大脑的方式类似于神经胶质瘤肿瘤细胞提供备用proapoptotic基因正常的实质。干细胞(SC)似乎是一个合乎逻辑的选择,因为他们保持迁徙能力移植进入大脑后( 66年]。表 2总结了SC用作HGG向量以提供特定的治疗药物。到目前为止,三种类型的SC被测试车辆在脑肿瘤治疗药物:ESC,间充质SC (MSC),全国人大。每个策略都有特定的优点和缺点。ESC可以使用同源重组(永久和转基因 67年),但他们的使用是受到道德和监管问题。人大是唯一SC的大脑( 68年];他们有肿瘤趋向性和渗透性的穿过血脑屏障能力;然而,他们很难收获,去分化与潜在的肿瘤发生的风险。从骨髓MSC很容易获得,外围组织或血液细胞,但一个主要的限制是安全,由于促进HGG细胞的增长潜力的风险( 69年]。我们发表的工作表明,mESC-derived后星形胶质细胞维持迁移能力植入大脑在脑部肿瘤的存在,他们“家”在和它周围 70年]。我们也表明proapoptotic基因可以插入之前ECS分化为星形胶质细胞下游一个四环素诱导启动子的“tet-on”与政府调控其表达的强力霉素(阿霉素) 71年]。此外,我们表明proapoptotic mECS-derived星形胶质细胞基因表达的影响 在体外和 在活的有机体内( 72年, 73年]。而大部分的工作使用干细胞作为向量做实验模型,目前有一个fda批准1期临床试验使用人大工程5 fu药物前体转化为积极的化疗( 74年]。然而,至少有4这个向量很大的局限性:(1)人大难以获得,必须来源于胎儿大脑提高技术和伦理问题;(2)全国人大还没有完全分化,因此具有潜在的致瘤的;(3)病毒载体,用于工程师人大,引起插入突变的重大风险;(4)人大没有自体要求潜在的免疫抑制治疗。这促使我们去探索其他向量,如iPSC。

治疗药物由SC HGG的治疗。

代理交付 类型的干细胞
ESC 国家安全委员会 MSC
细胞因子 Mda-7 / IL24线索 il - 4、il - 12、IL-23小道+ /−BMZ,和S-TRAIL + /−MIR / TMZ 白介素- 2,地震,正无穷 α,正 β和跟踪+ /−PI3KI
酶/前体药物 Tk / GCV, CD / 5 fc + /−干扰素 β Tk / GCV
病毒颗粒 突变体1型单纯疱疹病毒,CRAd-survivin CRAd-survivin、CRAd-CXCR4 CRAd-Rb
金属蛋白酶 PEX
抗体 EGFRvIII
纳米粒子 Ferrociphenol脂质

我们已经表明,我们可以从iPSC分化星形胶质细胞在类似的方式获得ESC ( 21]。最近,我们还表明,我们可以把一个纯粹的人口footprint-free iPSC-derived星形胶质细胞(图 3),它不会引起致畸性后植入大脑( 53]。因此,我们建议针对病人的细胞可以重新编程为“footprint-free hiPSC”,它们的DNA改造携带proapoptotic基因,然后被分化为星形胶质细胞采集卵子并种植在同一病人在手术的时候大脑肿瘤复发(图 4)。如下面所讨论的,能够将这些令人激动的数据技术障碍的临床仍停止,成本效益和可伸缩性。

故事的footprint-free iPSC-derived星形胶质细胞。(一)相衬和(b)对GFAP免疫细胞化学mac排序后9天mRNA iPSC-derived星形胶质细胞。

使用特定的iPSC个性化医疗。图解的总结针对病人的细胞重新编程为footprint-free hiPSC,工程DNA携带proapoptotic基因,区分成星形胶质细胞,reimplanting他们在手术的时候大脑肿瘤复发。(一)从患者获得的真皮成纤维细胞。(b)核糖核酸(RNA)添加到细胞,将它们转化为干细胞。(c)肿瘤细胞杀伤基因干细胞。(d)基因工程细胞克隆。(e)基因工程细胞转化为脑细胞,星形胶质细胞,植入在同一个病人复发的手术切除肿瘤。

 4所示。讨论

人类SC代表重要的细胞资源,高举承诺疾病模型,细胞疗法和药物和制药应用程序( 75年]。万能SC中最吸引人的是由于重组footprint-free和xeno-free iPSC的最新进展 53]。他们是一个有前途的平台,为个性化医疗铺平道路,因为他们可以从同一个病人分化研究他/她的疾病和/或响应新药物和/或交付后携带proapoptotic基因/药物。电流限制,然而,仍然是停止使用平动hiPSC和需要额外的技术改进。这些不仅仅限于重组过程,如基因/表观遗传异常和免疫原性,但也重编程过程的成本和劳动力。

遗传和表观遗传异常可能会减少在重组以提高效率水平在iPSC可以派生没有殖民地挑选和殖民扩张,因为效率低和动力学缓慢生成的细胞则可能引起细胞生长途径的激活和抑制肿瘤抑制途径。因此,使用表观遗传小分子重组效率的提高可以代表确保更大的细胞则安全的关键。重组与信使rna可能是高免疫原性( 76年),因为人类细胞抗病毒防御通路引发的外源RNA。这些途径可以激活的抑制翻译,外国成绩单的退化,细胞抑制剂和凋亡通路的启动。为了避免这种免疫原性反应,测试了策略,如将修改碱基(假)合成记录( 77年)或细胞与细胞外媒体的补充诱饵受体I型干扰素( 78年)感染的免疫反应。

使用万能干细胞临床应用的主要障碍存在于基因修改的风险与病毒转基因派生时,但“footprint-free”的一代iPSC-derived星形胶质细胞是一种很有前途的创新。尽管如此,仍存在一些缺点即使信使rna重组。首先,某些细胞类型,包括血细胞,很难使转染( 79年]。其次,强劲的作品如果信使rna转染的方法在频繁的时间间隔产生稳态的蛋白表达。阳离子转染试剂来援助因为它们耐受良好重复管理,而电穿孔过程不太可行。

实现完整的临床和商业潜力,重大挑战必须克服为了产生iPSC-derived细胞在商业规模相关。这些包括操作表演、经济学、质量控制和合规、安全、和灵活性。最近的创新集成生物工艺设计有利于提高hiPSC扩张。这些包括平面和三维培养系统。特别是,平面处理平台是自体的重要生产和特定的hiPSC-derived细胞需要扩展,而不是扩大过程( 80年]。分化过程中需要额外的改进,包括平面和bioreactor-based系统策略。最后,短重编程过程和策略快速诱导iPSC需要开发以及媒体提高iPSC效率不会引起任何畸变的重新编程细胞( 81年]。

 5。结论

小说则提供了一个平台,中枢神经系统再生医学,神经退行性疾病的造型,药物测试和脑瘤治疗个性化医疗范式。的独特属性万能干细胞自我更新和分化成细胞的三个胚芽层使他们现在和未来的一个宝贵工具,大多数神经系统的紊乱。重编程效率高的技术改进感应系统和无毒化和integration-free策略大大先进iPSC的治疗潜力。额外的努力集中在炼油重组方法将进一步提高其临床应用。当前的努力减少劳动力和成本也仪器为一体的iPSC iPSC-derived细胞在临床设置。

 利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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