نسل جدید مدل سازی بیماری با تبدیل مستقیم: مسیر جدید به نورون های قدیمی
تاریخ انتشار: دوشنبه 26 خرداد 1399
| امتیاز:
تنها ظرف یک دهه گذشته، مدل سازی بیماری بر مبنای بازبرنامه ریزی انسانی از یک ایده نسبتا عجیب و غریب به بخشی ضروری در تحقیق در زمینه بیماری ها تبدیل شده است. در حالی که سلول های iPS ابزاری ارزشمند برای مدل سازی اختلالات تکوینی و منوژنیک هستند، هویت جوان سازی کننده آن ها دارای محدودیت هایی برای مدل سازی بیماری های مربوط به پیری است. تبدیل مستقیم نوع سلول فیبروبلاستی به نورون های القایی(iNs)، جوان سازی را مهار کرده و مشخصه های پیری سلول را حفظ کرده است. بنابراین، نورون های القایی برای مدل سازی بیماری هایی که دارای مشخصه های قوی مربوط به سن و اپی ژنتیک هستند سودمند هستند و می توانند استراتژی های مبتنی بر iPSCs برای مدل سازی بیماری ها را کامل کنند. در این مطالعه مروری، ما مروری اجمالی بر وضعیت موجود تبدیل مستقیم نورون های القایی خواهیم داشت و تغییرات اپی ژنتیکی، ترانسکریپتومی و متابولیکی کلیدی که در تبدیل فیبروبلاست ها رخ می دهد را توصیف می کنیم. علاوه بر این، ما دیدگاه های جدید در مورد این فرایند جذاب را بویژه با فوکوس روی تغییرات سریع معیارهایی که برای تشخیص و ویژگی یابی نورون های انسانی تولید شده در آزمایشگاه خلاصه می کنیم. در نهایت، ما مشخصه های منحصربفردی که نورون های القایی را از سایر مدل های سلولی عصبی مبتنی بر بازبرنامه ریزی قابل تشخیص می سازد و چگونه این نورون های القایی برای مدل سازی عصبی مناسب هستند را مورد بحث قرار می دهیم.
FEBS Lett . 2019 Dec;593(23):3316-3337. doi: 10.1002/1873-3468.13678. Epub 2019 Nov 26.
Next-generation Disease Modeling With Direct Conversion: A New Path to Old Neurons
Larissa Traxler 1 2 , Frank Edenhofer 1 , Jerome Mertens 1 2
Abstract
Within just over a decade, human reprogramming-based disease modeling has developed from a rather outlandish idea into an essential part of disease research. While iPSCs are a valuable tool for modeling developmental and monogenetic disorders, their rejuvenated identity poses limitations for modeling age-associated diseases. Direct cell-type conversion of fibroblasts into induced neurons (iNs) circumvents rejuvenation and preserves hallmarks of cellular aging. iNs are thus advantageous for modeling diseases that possess strong age-related and epigenetic contributions and can complement iPSC-based strategies for disease modeling. In this review, we provide an overview of the state of the art of direct iN conversion and describe the key epigenetic, transcriptomic, and metabolic changes that occur in converting fibroblasts. Furthermore, we summarize new insights into this fascinating process, particularly focusing on the rapidly changing criteria used to define and characterize in vitro-born human neurons. Finally, we discuss the unique features that distinguish iNs from other reprogramming-based neuronal cell models and how iNs are relevant to disease modeling.
PMID: 31715002