miR-135a-5p调节经典WNT信号通路促进hiPSCs向多巴胺能神经前体细胞分化

The classical WNT signaling pathway plays an important role in the differentiation of cells. Activating canonical WNT signaling pathway by adding CHIR99021 could improve the induction ratio of dopaminergic neural precursor from hiPSCs. The results of small RNA high-throughput sequencing showed that the expression of miR-135a-5p was significantly higher in the higher percentage of dopaminergic neural progenitor cell induction group. It suggests that hiPSCs can be efficiently transformed into dopaminergic neural precursor cells by regulating the expression of miR-135a-5p, but the mechanism is unknown. The aim of this study is to alter the activation of the classical WNT signaling pathway by regulating the expression of miR-135a-5p, and achieve a high portion of dopaminergic neural precursor cells from hiPSCs which would be used in the transplantation of Parkinson model rats. Observe the effect of induced dopaminergic nerve precursor cells in the cell treatment of Parkinson's disease rats。

经典WNT信号通路在细胞的定向分化中发挥着重要作用，在人诱导性多能干细胞向神经前体细胞诱导分化的过程中采用CHIR99021激活经典WNT信号通路活性能明显提高多巴胺能神经前体细胞的分化比例。我们的前期实验通过小RNA高通量测序技术发现miR-135a-5p在多巴胺能神经前体细胞分化比例较高的诱导组表达增高。提示，通过调节miR-135a-5p的表达能实现人诱导性多能干细胞向多巴胺能神经前体细胞的高效转化，其作用可能是通过对经典WNT信号通路活性的调节实现的，但作用机制不详。本研究拟通过调节miR-135a-5p的表达来改变经典WNT信号通路的活性进而实现人诱导性多能干细胞向多巴胺能神经前体细胞的高效转化并应用于帕金森模型大鼠的移植治疗。观察诱导后的多巴胺能神经前体细胞在帕金森病鼠细胞治疗中的疗效。

帕金森病(Parkinson's disease,PD)是最为常见的神经系统变性疾病之一，其病理改变主要为中脑多巴胺(Dopamine, DA)能神经元选择性的逐步丢失。多发生于老年人，帕金森病的症状随时间逐渐加重，极大影响患者的生活质量，给家庭和社会带来沉重的负担.人诱导性多能干细胞在再生医学研究领域炙手可热，将人诱导性多能干细胞高效的诱导为多巴胺能神经前体细胞无疑为帕金森病的细胞治疗提供了广阔的应用前景。本研究通过成功构建非整合人皮肤来源诱导性多能干细胞，并将其向多巴胺能神经前体细胞进行诱导分化，筛选到分化后表达明显上调的miR-135a-5p。验证了miR-135a-5p-GSK3β-β-catenin-经典Wnt信号通路活性的轴向调节，构建了稳定过表达miR-135a-5p的hiPSCs细胞株并将其向多巴胺能神经前体细胞进行了高效的诱导分化，将得到的细胞用于PD大鼠模型的细胞治疗。结果显示人诱导性多能干细胞来源的多巴胺能神经前体细胞能够明显改善PD大鼠模型的运动功能障碍，提高PD大鼠脑内多巴胺的含量。通过本项目的实施，为PD病人的细胞治疗提供了高质量的细胞种子。