基于诱导多能干细胞技术的I型神经纤维瘤疾病模型研究

I型神经纤维瘤是一种常见常染色体显性遗传病，是由NF1基因突变引起的，在世界人口中的发生率为1/3500，在我国也存在大量病人，但至今尚未有有效的治疗方法，对病人的生活质量有很大影响。而此疾病的机理还有待研究，部分临床检测和动物实验推测，许旺细胞两条染色体的NF1基因都发生突变，导致了肿瘤的发生，但尚未有研究此疾病的体外细胞模型，而诱导多能干细胞（iPS）技术，即将终末分化的体细胞重编程回类似胚胎干细胞的多能性状态，为建立此疾病模型提供了可能。本研究将利用iPS技术，将神经纤维瘤病人正常和肿瘤细胞分别重编程为iPS细胞，通过比较这两种来源iPS异同及向神经和许旺细胞分化，在体外重现疾病的发生过程，建立其体外研究模型，进一步了解其致病机理，并为药物筛选提供新的细胞模型，指导临床治疗。

神经纤维瘤I 型（Neurofibromatosis type 1 ，NF1）是一种常见的常染色体显性遗传病，在世界人口中的发生几率为1/3500。研究发现，接近90%的NF1基因突变者会产生丛状或皮下的神经纤维瘤，瘤体中主要有神经纤维、雪旺氏细胞、成纤维细胞、外周神经及肥大细胞等组成。对于NF1肿瘤中突变位点的分析和NF1动物模型的研究发现，NF1纯合突变的雪旺氏细胞有可能是神经纤维瘤的细胞起源。至今为止，尚没有能够有效治疗神经纤维瘤的特异药物。虽然多个药物做了临床检测，也有多个临床实验报道称配合化疗或其他方法可减缓神经纤维瘤增大，但尚未有能明确够抑制神经纤维瘤生长药物的报道。. 在本项目实施过程中，我们成功建立了神经纤维瘤病人家庭5位成员的诱导多能干细胞（iPSCs），这些细胞表达干细胞标志Oct4，Sox2，SSEA3，SSEA4，TRA-60 和 TRA-81，并且能够在免疫缺陷鼠中形成畸胎瘤，具有三胚层分化能力。通过NF1基因测序，我们发现5位成员中有3位具有相同的NF1基因突变位点。为了得到NF1病人特异雪旺氏细胞，我们探索尝试了两种iPSCs分化方法。一种是通过利用神经干细胞诱导分化试剂盒获得NF1来源神经干细胞，另一种方法是通过用Noggin/SB431542诱导iPSC直接分化为神经脊细胞，再通过流式分选获得P75和HNK1阳性的雪旺前体细胞。通过继续两周的分化，成功获得了NF1突变和正常的雪旺氏细胞，我们通过体内外对两种来源细胞进行了系统比较，发现NF1突变雪旺氏细胞Ras活性更高，对Ras抑制剂更加敏感，相关研究结果已整理待发表。我们通过建立NF1病人特异诱导多能干细胞，并将其诱导分化为雪旺氏细胞，为I型神经纤维瘤疾病研究和药物筛选建立了新的模型。. 同时，在本项目的资助下，我们发表了SCI论文2篇，建立了从胚胎干细胞及诱导多能干细胞分化神经干细胞新方法，并验证了人诱导多能干细胞分化来源的运动神经元能够在动物体内形成神经肌肉接头。