人体细胞诱导多能干细胞（iPSC）源性神经元及脑类器官模型在基因型朊蛋白病发病机制及治疗方面研究

Prion disease (PrD), is a fatal neurodegenerative disorder casused by conformational misfolding of cellular PrPC into the pathogenic form of PrPSc. There are three types of PrD: sporadic, inherited, and acquired prion disease, no effective therapies exist to date for PrD. Because of their high heterogeneity, the existing disease models are insufficient in mimicking the pathogenesis and physiopathological changes, therefore, hinder the understanding of disease. Recently, along with the development of stem cell technologies, human specific somatic cells could be induced into pluripotent stem cell (iPSC) then differentiate into any type of cells, which capture the precise patient genetic information. In our preliminary experiments, we successfully induced the genetic prion disease patients derived fibroblast cells into mature neuron. On the basis of this result, we will set up the 2D iPSC-derived neuron and 3D iPSC-derived organoid models to explore the new insights of pathogenesis of prion disease as well as the drug screening and gene therapy with CRISPR/Cas9 system.

朊蛋白病（Prion disease，PrD)，是由致病性朊蛋白PrPSc的错误折叠引起的致死性神经系统退行性病变，分为散发型、基因型和获得型，目前尚无有效治疗措施，且由于其高度异质性（heterogeneity），现有模型在对疾病的模拟上存在很多缺陷，阻碍了机制研究和药物筛选。随着干细胞技术的发展，病人源性体细胞可通过基因编辑诱导回多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）状态，再分化为任意类型细胞，保留了全部基因组信息。我们前期提取了PrD病人皮肤成纤维细胞，成功诱导其回到多能干细胞状态，再分化为成熟神经元。本课题在前期研究基础上，拟通过二维及三维培养技术，建立病人特异性iPSC源性神经元及脑类器官模型，通过对具有明确基因突变朊蛋白病的研究，探讨发病机制，进行药物筛选，应用CRISPR/Cas9基因编编辑技术进行基因修复，初步探讨基因治疗的前景

朊蛋白病（Prion disease，PrD)，是由致病性朊蛋白PrPSc的错误折叠引起的致死性神经系统退行性病变，分为散发型、基因型和获得型，目前尚无有效治疗措施，且由于其高度异质性（heterogeneity），现有模型在对疾病的模拟上存在很多缺陷，阻碍了机制和治疗方面研究。近年来，随着干细胞技术的发展，病人源性体细胞可通过基因编辑诱导回多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）状态，再分化为任意类型细胞，保留了全部基因组信息。我们前期提取了PrD病人皮肤成纤维细胞，成功诱导其回到多能干细胞状态，再分化为成熟神经元。本课题在前期研究基础上，拟通过二维细胞培养技术，建立病人特异性iPSC源性神经元模型，通过对具有明确基因突变朊蛋白病的研究，探讨发病机制，应用CRISPR/Cas9基因编编辑技术进行基因修复，初步探讨基因治疗的前景。本课题研究结果显示，iPSC细胞在基因型朊蛋白病发病机制的研究中是非常合适的模型，对模拟正常人体发病环境至关重要，iPSC来源的脑类器官模型在模型的制作方面存在很大的困难，需要在未来的课题中继续深入研究。