利用多能干细胞评估神经发育毒性的研究进展

Advances in the evaluation of neurodevelopmental toxicity using pluripotent stem cell

诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是通过诱导成熟的体细胞表达特定基因得到的与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)类似的细胞类型[1]。iPSCs和ESCs在体外均具有无限增殖和多向分化的能力,两者在药物筛选、细胞治疗等方面都发挥着重要作用,然而iPSCs来源广泛,取材方便,其获取可以避免医学伦理问题。传统的发育毒性研究方法不仅需要大量的实验动物,而且实验周期长,操作繁琐,还存在种属差异。1981年,Evans和Kaufman[2]首次从小鼠的囊胚内细胞团中获得小鼠ESCs。1997年,Spielmann等[3]利用小鼠ESCs向三胚层分化的特性建立了体外替代模型“胚胎干细胞试验”,并成为体外发育毒性研究的经典方法。随后,人ESCs和人iPSCs被人们获取并应用于发育毒性体外替代模型中,这些人类细胞的应用解决了种属差异问题[4-6]。体外发育毒性模型最初是通过多能干细胞向心肌分化来评估化学物质的毒性作用,之后向其他谱系分化的产物也逐渐被应用到该模型中。