Eine Anleitung zum Erstellen und Verwenden von hiPSC Abgeleitet NPCs für das Studium der Neurologische Erkrankungen

Aaron Topol; Ngoc N. Tran; Kristen J. Brennand

doi:10.3791/52495

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Methodenartikel

Eine Anleitung zum Erstellen und Verwenden von hiPSC Abgeleitet NPCs für das Studium der Neurologische Erkrankungen

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DOI:

10.3791/52495

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21. Februar 2015

Aaron Topol¹ , Ngoc N. Tran¹ , Kristen J. Brennand¹^,²

¹Department of Psychiatry, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, ²Department of Neuroscience, Icahn School of Medicine at Mount Sinai

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt, wie neurale Vorläuferzellen von menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen unterschieden werden können, um eine robuste und replikative neuronale Zellpopulation zu erhalten, die zur Identifizierung der Entwicklungswege verwendet werden kann, die zur Krankheitspathogenese bei vielen neurologischen Erkrankungen beitragen.

Zusammenfassung

Postmortale Untersuchungen neurologischer Erkrankungen sind nicht ideal, um die zugrunde liegenden Ursachen für die Entstehung von Krankheiten zu identifizieren, da viele Krankheiten eine lange Periode des Fortschreitens der Krankheit vor dem Auftreten von Symptomen beinhalten. Da Fibroblasten von Patienten und gesunden Kontrollpersonen effizient in humane induzierte pluripotente Stammzellen (hiPSCs) umprogrammiert und anschließend zu neuralen Vorläuferzellen (NPCs) und Neuronen für die Untersuchung dieser Krankheiten differenziert werden können, ist es nun möglich, die Entwicklungsereignisse zu rekapitulieren, die vor dem Auftreten der Symptome bei Patienten auftraten. Wir stellen eine Methode vor, mit der hiPSCs effizient in NPCs differenziert werden können, die nicht nur in der Lage sind, sich weiter in funktionelle Neuronen zu differenzieren, sondern auch robust passageiert, eingefroren oder überführt werden können, um als Neurosphären zu wachsen, was ein schnelles genetisches Screening ermöglicht, um die molekularen Faktoren zu identifizieren, die zelluläre Phänotypen beeinflussen, einschließlich Replikation, Migration, oxidativer Stress und/oder Apoptose. Patienteneigene hiPSC-NPCs sind eine einzigartige Plattform, die sich ideal für die empirische Untersuchung der zellulären oder molekularen Folgen der Manipulation der Genexpression eignet.

Einleitung

Genexpressionsstudien von Neuronen in vitro aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSCs) von uns ¹ differenziert und andere ^2,3 zeigen, dass hiPSC Neuronen ähnlich fetalen anstatt Erwachsenen Hirngewebe. Derzeit kann hiPSC basierte Modelle geeigneter für das Studium der Prädisposition statt später Merkmale, neurologischen Erkrankungen. Wir haben bereits berichtet, dass ein signifikanter Anteil der Gen-Signatur von Schizophrenie hiPSC abgeleiteten Neuronen bei Schizophrenie hiPSC neurale Vorläuferzellen (NPC) konserviert, was darauf hinweist, dass NPC eine nützliche Zelltyp für die Untersuchung der molekularen Wege beiträgt....