ارگانوئیدهای مغزی سه بعدی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان: مدل های آزمایشگاهی امیدوار کننده برای تکوین مغز و اختلالات مخرب عصبی

تاریخ انتشار: شنبه 25 شهریور 1396 | امتیاز: Article Rating

ارگانوئیدهای مغزی سه بعدی(3D) مشتق از سلول های بنیادی پرتوان انسانی(hPSCs)، شامل سلول های بنیادی جنینی(ESCs) و سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) به نظر می رسد سازماندهی ساختار سلولی سه بعدی مغز را شبیه سازی می کنند و فرصت جدیدی را برای کشف پاتوژنز بیماری های در مغز انسان ارائه می دهند. روش های بازبرنامه ریزی سلول های iPS انسانی ترکیب شده با ابزارهای ارگانوئید مغزی سه بعدی ممکن است اجازه دهند که ارگانوئیدهای مشتق از بیماران به عنوان یک پلت فرم پیش درمانگاهی برای پر کردن فاصله بین مدل های انسانی و مطالعات بالینی انسانی عمل کنند. مطالعات با استفاده از ارگانوئیدهای مغزی مشتق از بیماران، پیش از این دیدگاه های جدیدی را در مورد مکانیسم های مولکولی و ژنتیکی اختلالات عصبی انسانی پیچیده مانند میکروسفالی، اوتیسم و بیماری آلزایمر ارائه می کنند. علاوه براین، ترکیب تکنولوژی hiPSC و غربالگری پیشرفته ریز مولکول ها ایجاد استراتژی های دارو درمانی جدید را تسهیل می کند، در حالی که توالی یابی ترانسکریپتوم پروفایل کردن رونویسی ارگانوئیدهای مغزی مشتق از بیماران را مقدور می سازد. در نهایت، اضافه شدن ویرایش ژنومی CRISPR/Cas9 پتانسیل باورنکردنی را برای سلول درمان های شخصی با استفاده از hiPSCهای تصحیح شده به صورت ژنتیکی ارائه می کند. این مطالعه مروری تاریخچه و وضعیت موجود استراتژی های تمایز ارگانوئید مغزی سه بعدی را توصیف می کند و کاربردهای ارگانوئیدها به سمت مطالعات تکوین عصبی و اختلالات مخرب عصبی و چالش های مربوط به استفاده از آن ها برای مدل سازی آزمایشگاهی اختلالات عصبی را به جست و جو می نشیند.

J Biomed Sci. 2017 Aug 20;24(1):59. doi: 10.1186/s12929-017-0362-8.

3D brain Organoids derived from pluripotent stem cells: promising experimental models for brain development and neurodegenerative disorders.

Lee CT1,2, Bendriem RM3, Wu WW4, Shen RF4.

Abstract

Three-dimensional (3D) brain organoids derived from human pluripotent stem cells (hPSCs), including embryonic stem cells (ESCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs), appear to recapitulate the brain's 3D cytoarchitectural arrangement and provide new opportunities to explore disease pathogenesis in the human brain. Human iPSC (hiPSC) reprogramming methods, combined with 3D brain organoid tools, may allow patient-derived organoids to serve as a preclinical platform to bridge the translational gap between animal models and human clinical trials. Studies using patient-derived brain organoids have already revealed novel insights into molecular and genetic mechanisms of certain complex human neurological disorders such as microcephaly, autism, and Alzheimer's disease. Furthermore, the combination of hiPSC technology and small-molecule high-throughput screening (HTS) facilitates the development of novel pharmacotherapeutic strategies, while transcriptome sequencing enables the transcriptional profiling of patient-derived brain organoids. Finally, the addition of CRISPR/Cas9 genome editing provides incredible potential for personalized cell replacement therapy with genetically corrected hiPSCs. This review describes the history and current state of 3D brain organoid differentiation strategies, a survey of applications of organoids towards studies of neurodevelopmental and neurodegenerative disorders, and the challenges associated with their use as in vitro models of neurological disorders.

PMID: 28822354
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان