多能干细胞包括胚胎干细胞(ESCs)和诱导多能干细胞(万能),是一个很有潜力的细胞来源细胞疗法针对许多退化性疾病包括杜氏肌肉营养不良症(DMD)以及建模疾病条件在体外。ESCs /万能干细胞的增殖和分化特性有助于准备大产量的骨骼肌干细胞(肌原性的祖细胞),这对细胞治疗是必要的。特别是,iPSC技术允许我们创建patient-derived干细胞,可以概括病理生理条件在体外。这些在体外疾病模型预计将作为一个独特的药物筛选平台,允许全面的疾病机制的研究。此外,patient-derived则是一个特别理想的细胞来源获得无限的肌原性的细胞逃避免疫移植后排斥反应。在过去的十年中,大量的文化方法从不同群体每年出版几乎肌原性的分化从人类的ESCs /万能。然而,目前推导骨骼肌干细胞/祖细胞与再生潜力高从人类的ESCs /万能仍然是具有挑战性的。此外,在体外生成人类ESC / iPSC-derived肌纤维比产后肌纤维形态和功能不成熟。
这个特殊的问题,提出了引入全面的评论文章和原始的尖端研究的文章来描述小说见解骨骼肌分化的ESCs /万能。主题覆盖的现状研究进展ESC / iPSC-based疾病模型和ESC / iPSC-based细胞疗法,技术性贸易壁垒的成功诱导骨骼肌适合再生医学和ESC / iPSC-based药物开发和技术技巧在体外疾病建模和ESC / iPSC-based再生医学。
当考虑细胞疗法针对肌肉疾病,包括demand media,相当数量的高分化细胞肌原性的质量将是至关重要的。研究本文由y安藤等人介绍了他们目前的努力为未来的成肌细胞生成间充质基质细胞疗法从人类的ESCs的工作细胞库。作者发现,ESC-derived CD105+细胞拥有广泛的在体外增殖能力和表现出高效的肌原性的分化能力与遗传稳定。因此,ESC-derived CD105+细胞可能是另一种细胞来源细胞肌原性的细胞治疗基因肌肉疾病患者。
p .哎呀等人的评论文章撰写概述CRISPR / Cas 9的最新进展和应用系统在干细胞研究领域和万能和CRISPR技术可以应用于DMD基因疗法。CRISPR / Cas 9技术允许我们做出准确和有针对性的编辑到活细胞的基因组。模式,一个有吸引力的治疗方法是使用CRISPR恢复营养不良基因的表达/ Cas 9系统。作者总结了当前方法使用各种CRISPR / Cas 9策略目标DMD基因突变在体外(patient-derived成肌细胞和万能)和在活的有机体内(DMD小鼠模型)。
y Kodaka等人的评论文章总结了最近的协议有效使用EC /万能肌原性的分化。当前方法的骨骼肌细胞诱导的ESCs /万能利用技术包括肌原性的转录因子的超表达如MyoD或Pax3使用小分子诱导中胚层细胞肌原性的祖细胞。此外,作者注意到表观遗传肌原性的记忆存在于肌肉细胞衍生万能,导致肌原性的分化能力的提高而fibroblast-derived万能干细胞。因此,肌肉细胞衍生细胞则可能用于高效的万能肌原性的分化。
倾斜的X染色体失活(XCI)是一种导致严重的营养不良的表现型DMD的女性携带者。因此,XCI状态在人类细胞则是展现女性的重要疾病建模模式运营商。在这个特殊的问题,y Miyagoe-Suzuki等人报道频繁复活不活跃的X染色体在iPSC重组。因此,许多人类克隆iPSC显示biallelic雄激素受体(AR)基因的表达和损失X-inactivation-specific成绩单和trimethyl-histone H3 (Lys27)信号在X染色体上。特别是,野生型肌营养不良蛋白基因表达在多核肌管分化的显化载体DMD-iPSCs XaXa模式。因此,肌管分化从展现女性DMD-iPSCs的载体有两个活跃的X染色体恢复肌营养不良蛋白表达由于取得nonskewed XCI。
其他评论文章由t秋山等人介绍了表观遗传和转录操纵的角色从人类骨骼肌分化多能干细胞。执行特定的表达肌原性的因素,如PAX7和MYOD1促进骨骼肌分化。目前的工作表明,人类的直接分化多能干细胞几乎发生的异位表达这些由于染色质转录因子功能独特的人类多能干细胞,阻碍访问的转录因子基因在肌肉分化。最近的研究表明,表观遗传操作可以提高肌原性的分化从人类的ESCs /万能。
人类则是一个有用的工具在人类研究肌发生的分子机制。k . Higashioka等人产生MYOGENIN-mutated人类“诱导多能性”细胞使用CRISPR / Cas9技术。MYOGENIN已知函数作为一个重要的肌原性的转录因子在终端分化阶段。MYOGENIN gene-knockout老鼠显示缺乏差异化骨骼肌纤维,虽然有残余的变异小鼠的肌纤维可能由于MYOD1功能补偿和/或MRF4。有趣的是,在本文中,作者发现人类万能干细胞可以分化成没有MYOGENIN骨骼肌的活动在体外,表明类似的补偿机制通过MYOD1和/或MRF4肌原性的人类万能干细胞的分化。
编辑们一起参与作者讨论了骨骼肌分化的现状使用ESCs /万能,表观遗传的改变发生在肌原性的重组过程中,和相关研究骨骼肌分化的扩大我们的知识使用的ESCs /万能。我们希望这个特殊问题可以提供有价值的信息,这将进一步改善骨骼肌细胞诱导的ESCs协议/万能,这将促进ESCs的应用/万能干细胞再生医学未来的肌肉疾病。
裕子Miyagoe-Suzuki
Atsushi仓叶
铃木雅俊