人诱导型多能干细胞来源多巴胺能神经元在精神神经性疾病研究中的应用

目的人脑多巴胺系统功能异常可引起多种精神神经性疾病,但因为人脑组织样品极难获得,研究手法有限,大大限制其研究。采用人诱导型多能干细胞(iPSC)来源的多巴胺(DA)能神经元建立人脑发育/疾病模型,以增加对相关精神神经性疾病的认识。方法利用临床吸脂术后的脂肪组织,提取脂肪干细胞,将其重编程为iPSC,并进一步分化为DA能神经元,对包含变异基因的神经元功能进行检测。结果成功利用仙台病毒将人脂肪干细胞重编程为iPSC。现有胚胎干细胞诱导DA能神经元的方案并不适合iPSC;重新调整分化方案后的最佳的小分子化合物组合为Puromophine 3μmol·L-1和CHIR-990210.8μmol·L-1,可将iPSC高效向DA能神经元分化;神经元具有自发Pace-making动作电位的能力,分化后25 d细胞注射帕金森病模型大鼠纹状体内,可改善大鼠的行为学指标。在此基础上进一步发现Parkin缺失的iPSC来源的DA能神经元过早成熟和快速老化;对比FKBP5 rs1360780 CC/TTiPSC源DA能神经元的发育和功能,发现TT型来源的DA能神经元在基因和蛋白水平上AADC,TH和NURR1表达均显著减低,且多巴胺的分泌能力下降,在地塞米松处理建立的应激模型中表现为较强的应激反应性。结论人iPSC来源的神经元可建立人脑发育或疾病模型,在增加人类精神神经性疾病认识及促进高效靶向药物的开发中发挥重大作用。