Scientists have developed the first patient-derived stem cell 模型 of albinism. The model will help studying eye conditions related to oculocutaneous albinism (OCA).
S干细胞 是非专业的。 它们在体内不能做任何特定的功能，但它们可以在很长一段时间内进行自我分裂和更新，并有可能变得特化并在体内发育成许多不同的类型，如肌肉细胞、血细胞、脑细胞等。
Stem cells are present in our bodies at all stages of life, from 胎 to adulthood. Embryonic stem cells (ESCs) or fetal 干细胞 干细胞是在最早的阶段出现的，而作为身体修复系统的成体干细胞则是在成年期出现的。
Stem cells can be grouped into four: embryonic stem cells (ESCs), adult stem cells, 癌症 stem cells (CSCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs). Embryonic stem cells (ESCs) are derived from inner mass cells of the blastocyst-stage of mammalian embryo that are three to five days old. They can self-renew indefinitely and differentiate into cell types of all three germ layers. On the other hand, adult stem cells serve as a repair system to maintain cell homeostasis in tissues. They can replace dead or injured cells but have limited proliferation and differentiation potential in comparison with ESCs. Cancer stem cells (CSCs) arise from normal stem cells that undergo gene mutations. They initiate tumours forming a large colony or clones. Cancer stem cells play important roles in malignant tumours hence targeting them could provide a way to treat cancers.
诱导多能干细胞 (iPSC) 来源于成体体细胞。 它们的多能性是在实验室中通过基因和其他因素对体细胞进行重编程人工诱导的。 iPSCs 在增殖和分化方面就像胚胎干细胞。 第一个 iPSC 是 Yamanaka 于 2006 年从鼠成纤维细胞中开发出来的。从那时起，已经从患者特异性样本中开发了几种人类 iPSC。 由于患者的遗传学反映在 iPSC 的遗传学中，因此这些重新编程的体细胞被用于模拟遗传疾病，并彻底改变了人类遗传疾病的研究。
模型是显示在实际疾病中观察到的全部或部分病理过程的动物或细胞。 实验模型的可用性对于在细胞和分子水平上理解疾病的发展很重要，这有助于开发治疗方法。 模型有助于了解疾病如何发展和测试潜在的治疗方法。 例如，人们可以在模型的帮助下确定有效的药物靶点，或者筛选可以降低严重程度并阻止疾病进展的小分子。 动物模型早已被使用，但有几个缺点。 此外，由于遗传差异，动物模型不适合遗传疾病。 现在，人类干细胞（胚胎干细胞和诱导多能干细胞）越来越多地用于模拟人类疾病。
使用人类 iPSC 的疾病建模已经成功地完成了几个 条件 如侧索硬化症、血液疾病、糖尿病、亨廷顿病、脊髓性肌萎缩症等。 人类 iPSC 模型 of human neural diseases, congenital heart diseases and other genetic 紊乱s.
然而，直到 11 年 2022 月 XNUMX 日，作为美国国立卫生研究院 (NIH) 一部分的美国国家眼科研究所 (NEI) 的科学家们报告开发了一种基于人类 iPSC 的白化病体外模型时，人类白化病 iPSC 模型才可用。眼皮肤白化病 (OCA)
Oculocutaneous albinism (OCA) is a 遗传疾病 affecting pigmentation in the eye, skin, and hair. The patients suffer eye problems like reduced best-corrected visual acuity, reduced ocular pigmentation, abnormalities in fovea development, and/or abnormal crossing of optic nerve fibres. It is thought that improving eye pigmentation could prevent or rescue some of the vision defects.
The researchers developed an in-vitro model for studying pigmentation defects in human retinal pigment epithelium (RPE) and showed that the 视网膜的 pigment epithelium tissue derived in vitro from patients recapitulates the pigmentation defects seen in albinism. This is very interesting in view of the fact that animal models of albinism are unsuitable and there is limited human cell lines to study melanogenesis and pigmentation defects. The patient-derived OCA1A- and OCA2-iPSCs developed in this study can be a renewable and reproducible source of cells for the production of target cell and/or tissue types. In vitro derived OCA tissues and OCA-iRPE will allow deeper understanding of how melanin formation takes place and identify molecules involved in pigmentation defects, and further probe for molecular and/or physiologic differences.
这是朝着治疗眼皮肤白化病 (OCA) 相关疾病目标迈出的非常重要的一步。
***
参考文献：
- Avior, Y., Sagi, I. & Benvenisty, N. 多能干细胞在疾病建模和药物发现中的应用。 Nat Rev Mol 细胞生物学 17, 170–182 (2016)。 https://doi.org/10.1038/nrm.2015.27
- Chamberlain S.，2016。使用人类 iPSC 进行疾病建模。 人类分子遗传学，第 25 卷，第 R2 期，1 年 2016 月 173 日，第 R181-RXNUMX 页， https://doi.org/10.1093/hmg/ddw209
- Bai X.，2020。基于干细胞的疾病建模和细胞治疗。 细胞 2020, 9(10), 2193; https://doi.org/10.3390/cells9102193
- 乔治A.， 等 2022. 使用人类诱导的多能干细胞衍生的视网膜色素上皮细胞对 I 型和 II 型眼皮肤白化病进行体外疾病建模（2022 年）。 干细胞报告。 第 17 卷，第 1 期，P173-186，11 年 2022 月 XNUMX 日 DOI： https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.11.016
***
