Dirigida dopaminérgica Neurona La diferenciación de las células madre pluripotentes humanas

Pengbo Zhang; Ninuo Xia; Renee A. Reijo Pera

doi:10.3791/51737

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Artículo de método

Dirigida dopaminérgica Neurona La diferenciación de las células madre pluripotentes humanas

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DOI:

10.3791/51737

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15 de septiembre de 2014

Pengbo Zhang^*¹ , Ninuo Xia^*¹ , Renee A. Reijo Pera¹^,²

¹Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, Stanford University School of Medicine, ²Department of Obstetrics and Gynecology, Stanford University School of Medicine

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Nosotros, basándonos en el conocimiento de la biología del desarrollo y la investigación publicada, desarrollamos un protocolo optimizado para generar de manera eficiente neuronas dopaminérgicas del mesencéfalo A9 a partir de células madre embrionarias humanas y células madre pluripotentes inducidas humanas, que serían útiles para el modelado de enfermedades y la terapia de reemplazo celular para la enfermedad de Parkinson.

Resumen

Las neuronas dopaminérgicas (DA) en la sustancia negra pars compacta (también conocidas como neuronas A9 DA) son el tipo de célula específica que se pierde en la enfermedad de Parkinson (EP). Existe un gran interés en derivar neuronas A9 DA a partir de células madre pluripotentes humanas (hPSC) para la terapia de reemplazo de células regenerativas para la EP. Durante el desarrollo neuronal, las neuronas A9 DA se originan a partir de los precursores de la placa de suelo (FP) ubicados en la línea media ventral del sistema nervioso central. Aquí, optimizamos las condiciones de cultivo para la diferenciación escalonada de hPSCs a neuronas DA A9, que imita el desarrollo de neuronas DA embrionarias. En nuestro protocolo, primero describimos la generación eficiente de células precursoras de FP a partir de hPSCs utilizando un método de molécula pequeña, y luego convertimos las células FP en neuronas A9 DA, que podrían mantenerse in vitro durante varios meses. Este protocolo eficiente, repetible y controlable funciona bien en células madre embrionarias humanas (hESC) y células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPSC) de personas normales y pacientes con EP, en las que se podrían derivar neuronas A9 DA para realizar el modelado de enfermedades in vitro y el cribado de fármacos y la terapia de trasplante de células in vivo para la EP.

Introducción

Dopaminérgico (DA), las neuronas se pueden encontrar en varias regiones del cerebro, incluyendo el cerebro medio, el hipotálamo, la retina y bulbos olfativos. Las neuronas A9 de DA en la substantia nigra pars compacta (SNpc) controlar el comportamiento y el movimiento mediante la proyección en el cuerpo estriado en el cerebro anterior y formando el sistema motor extrapiramidal. La degeneración de las neuronas DA A9 conduce a la enfermedad de Parkinson (PD), que es el segundo trastorno neurodegenerativo más común humano y actualmente incurable. Terapia de reemplazo celular es una de las estrategias más prometedoras para el tratamiento de la EP ^1, por lo tan....