青年型帕金森癥(Young-onset Parkinson’s disease, YOPD)是一種早發型的帕金森病,患者通常在21-50歲之間被診斷為帕金森癥病。YOPD患者約占帕金森癥患者的10%。近日,三啟生物聯合青島市立醫院、北京大學深圳醫院共同建立了YOPD iPSC,相關細胞系數據已在最近一期的《干細胞研究》(Stem Cell Research)雜志發表。
YOPD iPSC-C28鑒定數據及突變位點
該細胞株(YOPD iPSC-C28)來自于臨床上已被確診的患者,我們提取了患者外周血單個核細胞(PBMC),利用仙臺病毒重編程方式獲得iPSC并完成相關鑒定。基因測序顯示其具有PRKN復合雜合突變(c.461G > T & c.1010G > A, p.Cys154Phe & Cys337Tyr)和 HTRA2雜合突變(c.427C > G, p.Pro143Ala)。
YOPD iPSC的神經分化及藥物篩選
YOPD神經元分化流程
iPSC的優勢是可以大規模穩定擴增,我們將YOPD iPSC分化為神經干細胞(NSC)、神經前體細胞(NPC)及神經元。在此過程中,YOPD iPSC、NSC、NPC均可以批量擴增并得到批次穩定的神經元。YOPD 神經元在成熟7天、14天、21天、28天時分別進行Caspase 3和TUNEL染色發現該細胞與對照細胞相比凋亡明顯。該細胞的ROS 水平,分泌的LDH水平顯著高于對照組細胞;胞內ATP水平顯著低于對照組細胞。此外,我們利用YOPD 神經元已建立了規模化的藥物篩選平臺,并以此平臺對前期篩選出的對神經元有顯著性保護作用的12個化合物進行測試,得到了5個有效的候選化合物。相關數據已在2020 BPIT 生物藥創新技術大會分享,并即將在2020年10月份的ThermoFisher 5 days of Stem Cells Virtual Event上分享。
來自于病人的iPSC更具優勢
由于患有YOPD的病人正值其生命的黃金時期,該病往往會對他們的家庭、社會和職業生活產生非凡的影響。雖然YOPD進展速度比晚發型帕金森癥(LOPD)慢,但更容易發生左旋多巴相關的運動并發癥,包括運動障礙等。由于年輕患者通常具有很大的恢復能力,因此,對于YOPD的機理研究以及對應藥物開發顯得尤為重要。
YOPD iPSC來源于病人外周血單核細胞,攜帶病人的遺傳突變,并且可進一步分化為疾病相關細胞,更接近疾病患者腦內受影響的神經元。此外,該細胞模型疾病表型明顯,無需對細胞進行人為干預(如加藥刺激或基因修飾),即可獲得明確PD表型的神經細胞,對PD的機制研究和藥物開發有重要意義
參考文獻
Y. Yan et al.,Generation of a human iPSC line CIBi007-A from a patient with
young-onset Parkinson’s disease carrying variants in PRKN and HTRA2. Stem Cell Research 47 (2020) 101905
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