光感基因技术调控可诱导的多功能细胞（iPS）分化对神经退行性疾病的神经修复机理研究

总体目标：揭示可诱导的多功能干细胞（iPS）分化对神经退行性疾病的神经修复机理。为此，本项目拟以帕金森氏病（PD）和亨廷顿氏病（HD）动物模型为研究对象，运用光感基因神经调控（Optogenetics）、体外重编程技术等多学科交叉技术研究：1)PD和HD特异性iPS诱导的神经前体细胞移植对受损神经回路的修复机理;2）光刺激对光感iPS体外分化成多巴胺神经元的调控机制；3)在体光刺激调控iPS分化的光感神经前体细胞兴奋性对受损神经回路的修复机理、探讨新的干预靶点。此研究将：建立疾病特异性iPS和崭新的体内干细胞分化干预技术；阐明iPS向功能性多巴胺能神经元分化的效能及调控机制；解析体内光刺激iPS分化成多巴胺神经元的分子机理；理解疾病特异性iPS对受损神经回路的修复机理；将为彻底揭示神经退行性疾病的神经修复机理并探讨新的治疗策略和治疗靶点奠定理论基础，故具有重要的临床、科学、社会和经济意义。

本课题的总体目标：揭示多功能干细胞分化对神经退行性疾病的神经修复机理。为实现本目标，我们以帕金森氏病（PD）动物模型为研究对象，运用光感基因神经调控（Optogenetics）、干细胞组织工程技术等多学科交叉技术完成了以下研究：1）胚胎干细胞作为多功能干细胞向神经前体细胞和多巴胺能神经元的分化过程和分子机制；2）中脑来源的胶质细胞作为干细胞分化的重要微环境细胞，在光基因调控下对干细胞向多巴胺神经元分化的促进作用；3）光刺激调控胶质细胞促进干细胞分化的分子机制，包括胶质细胞活化后bFGF生长因子的合成和释放增加；4）光基因技术在体调控黑质部位的胶质细胞，促使其活化并释放bFGF, 对移植入的黑质部位的干细胞起分化的促进作用；5）结合光基因调控技术和干细胞工程技术，探讨了胶质细胞兴奋性调控对受损神经回路的修复机理、探讨新的干预靶点。此研究建立了崭新的体内干细胞分化干预技术；阐明了多功能干细胞向多巴胺能神经元分化的效能及调控机制；解析了体内光刺激胶质细胞促使多巴胺神经元分化的分子机理；为揭示神经退行性疾病的神经修复机理并探讨新的治疗策略和治疗靶点奠定理论基础。.本课题已发表SCI收录论文3篇，申请相关专利4项，培养博士毕业生1名，硕士研究生1名；另外，在此课题资助下，我们举办了2次相关领域的学术会议。经过三年努力，我们已基本实现了本项目的既定目标，顺利完成各项研究任务。