ارگانوئیدهای مغزی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی بیماری سندهوف تمایز عصبی مختل شده ای را نشان می دهند

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 17 بهمن 1396 | امتیاز: Article Rating

بیماری سندهوف، یکی از گانگلیوزیدوز GM2، یک اختلال ذخیره لیزوزومی است که با عدم وجود فعالیت بتا هگزوزآمینیداز A و B و تجمع لیزوزومی همزمان سوبسترای آن(گانگلیوزید GM2) همراه است. این بیماری منجر به تخریب عصبی فاجعه بار و مرگ در اوایل کودکی می شود. این که چگونه تجمع لیزوزومی گانگلیوزید ممکن است تکوین اولیه سیستم عصبی را تحت تاثیر قرار دهند مشخص نیست. اخیرا، ارگانوئیدهای مغزی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPS) وقایع اولیه تکوینی که بوسیله فرایندهای بیماری تغییر یافته اند را نشان داده اند. برای ایجاد یک مدل اولیه تکوین عصبی بیماری سندهوف، ما ابتدا سلول های iPS را از فیبروبلاست های یک بیمار نوزاد مبتلا به سندرم سندهوف تولید کردیم و سپس یکی از آلل های HEXB جهش یافته را در این سلول های iPS با استفاده از تکنولوژی ویرایش ژنومی CRISPR/Cas9 تصحیح کردیم و بدین طریق کنترل های ایزوژنی را تولید کردیم. سپس، ما سلول های iPS والدی سندرم سندهوف و کلون های سلول iPS‌ایزوژن تصحیح شده برای HEXB را برای تولید ارگانوئیدهای مغزی که سه ماهه اول تکوین عصبی را مدل کنند، استفاده کردیم. ارگانوئیدهای بیماری سندهوف(نه ارگانوئیدهای تصحیح شده برای HEXB)، گانگلیوزید GM2 را انباشته کردند و افزایش اندازه و تکثیر سلولی را در مقایسه با ارگانوئیدهای تصحیح شده برای HEXB نشان دادند. آنالیزهای تمام ترانسکریپتوم نشان داد که تکوین در ارگانوئیدهای بیماری سندهوف مختل شده است که نشان دهنده این است که تغییرات در تمایز عصبی ممکن است طی تکوین اولیه در گانگلیوزیدوز GM2 رخ دهد.

J Lipid Res. 2018 Jan 22. pii: jlr.M081323. doi: 10.1194/jlr.M081323. [Epub ahead of print]

Cerebral organoids derived from Sandhoff disease induced pluripotent stem cells exhibit impaired neurodifferentiation.

Allende ML1, Cook EK2, Larman BC2, Nugent A2, Brady JM3, Golebiowski D4, Sena-Esteves M4, Tifft CJ3, Proia RL5.

Abstract

Sandhoff disease, one of the GM2 gangliosidoses, is a lysosomal storage disorder characterized by the absence of beta-hexosaminidase A and B activity and the concomitant lysosomal accumulation of its substrate, GM2 ganglioside. It features catastrophic neurodegeneration and death in early childhood. How the lysosomal accumulation of ganglioside might affect the early development of the nervous system is not understood. Recently, cerebral organoids derived from induced pluripotent stem (iPS) cells have illuminated early developmental events altered by disease processes. To develop an early neurodevelopmental model of Sandhoff disease, we first generated iPS cells from the fibroblasts of an infantile Sandhoff disease patient, then corrected one of the mutant HEXB alleles in those iPS cells with CRISPR/Cas9 genome-editing technology, thereby creating isogenic controls. Next, we used the parental Sandhoff disease iPS cells and isogenic HEXB-corrected iPS cell clones to generate cerebral organoids that modeled the first trimester of neurodevelopment. The Sandhoff disease organoids but not the HEXB-corrected organoids accumulated GM2 ganglioside, and exhibited increased size and cellular proliferation compared with the HEXB-corrected organoids. Whole-transcriptome analysis demonstrated that development was impaired in the Sandhoff disease organoids, suggesting that alterations in neuronal differentiation may occur during early development in the GM2 gangliosidoses.

PMID: 29358305
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