文章摘要
人类iPS细胞来源的患者组织和3D细胞培养第1部分:靶标鉴定和先导优化
摘要:人类诱导多能干细胞(HiPSCs)以及将其培养成功能性细胞类型和组织的新技术正在帮助药物研发。患者来源的HiPSCs可以提供更具有临床相关性的疾病模型，因此比目前可用的动物来源或肿瘤细胞来源的细胞更具预测性。因此，这些细胞表现出接近人类病理的疾病表型，特别是在允许它们在三维(3D)系统中再现组织结构的条件下培养时。
HiPSCs的一个关键特征是它们可以在有利于形成多细胞球体或类器官的条件下培养。通过在模拟人体组织的系统中培养和分化在活的有机体内， HiPSC微环境进一步反映患者在活的有机体内生理学，病理生理学，最终是药理学反应。
我们评估了在临床前药物发现的几个阶段使用HiPSCs的基本原理，特别是在疾病建模、靶点识别和先导优化方面。我们还讨论了HiPSCs在化合物先导优化中的日益增长的应用，特别是在分析化合物的潜在代谢责任和脱靶毒性方面。总的来说，我们认为这两种方法，即HiPSCs和3D细胞培养，当同时使用时，具有开发新药物的令人兴奋的潜力。 |
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人类iPS细胞来源的患者组织和3D细胞培养第2部分:球体，类器官和疾病建模
摘要:人诱导多能干细胞(HiPSCs)为药物发现提供了一些优势，但主要是因为它们提供了临床相关组织的来源。此外，与传统的二维培养方法相比，在三维(3D)系统中培养的HiPSCs可以更好地代表复杂的组织结构在活的有机体内．HiPSCs在三维球体和类器官培养中的应用正在增长，但特别是在使用心肌、肠道神经系统和视网膜细胞系时。然而，类器官细胞培养可能在研究和药物发现中产生最显著的影响，其中3D神经元细胞培养可以直接模拟皮层细胞分层和神经元回路活动。考虑到阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)中离散神经元电路中所见的特定退化，HiPSC培养系统被证明是一项重大进展。在这两部分回顾的第二部分中，我们讨论了3D细胞培养系统(主要是类器官)现在被用于提供对疾病机制的见解的新方法。一般来说，HiPSCs用于靶标识别，在本综述的第1部分中已详细介绍。 |
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原始研究摘要
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胶质母细胞瘤3D癌球突变谱调节药物疗效
摘要:胶质母细胞瘤(GBM)是一种致命的脑癌，治疗后的中位生存时间约为15个月。常见的在体外用于药物筛选的GBM模型是粘附的，不能概括人类GBM的特征在活的有机体内．在这里，我们报告了9个患者来源的球形GBM细胞系的基因组特征，这些细胞系在原位异种移植模型中概括了人类GBM的特征。基因组测序显示，椭球线包含改变的GBM驱动基因，如PTEN，CDKN2A,NF1．
两种球形细胞系，JHH-136和JHH-520，使用1912个成员化合物库进行高通量药物筛选，以检测细胞活力。在两种细胞系中具有细胞毒性的药物机制是Hsp-90和蛋白酶体抑制剂。JHH-136对拓扑异构酶1抑制剂独特敏感，而JHH-520对Mek抑制剂独特敏感。联合药物筛选显示PI3激酶抑制剂与Mek或蛋白酶体抑制剂联合使用具有协同作用。然而，在体内测试这些药物组合的动物研究表明，单独抑制Mek优于联合治疗。这些数据表明，这些GBM球面线适用于高通量药物筛选，该数据集可能为未来的GBM临床前研究提供有前景的治疗线索。 |
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并行人类多能干细胞分化的全析因微流控设计和装置
摘要:人多能干细胞(Human plurpotent stem cells, hPSCs)是再生治疗和疾病建模的有前途的治疗工具。培养的hPSCs的分化受添加到培养物中的外源性因素和内源性分泌分子的影响。优化hPSCs分化为不同细胞类型的方案是困难的，因为有许多变量可以影响细胞命运。我们提出了微流控装置，旨在并行执行3和4因子，2水平全因子实验，用于研究和直接优化hPSC分化。这些设备具有扩散隔离，独立培养孔，允许控制外源性和内源性细胞信号，并允许免疫细胞化学和共聚焦显微镜原位．这些设备由软光刻技术与3d打印模具结合制作而成，可通过单个注射泵操作，无需专用设备或洁净室设施。它们的效用被芯片上的hPSCs分化为听觉神经元谱系所证明。更广泛地说，这些设备可用于任何粘附细胞类型甚至多种细胞类型的多路复用实验，允许有效地研究介质条件、药物或其他可溶性试剂的影响。 |
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一种单步自组装方法制备对齐和多层三维组织结构使用多域肽水凝胶
摘要:水凝胶是一种均质材料，其在三维组织构建中形成定向多层结构的能力有限。目前的技术已经在这一领域取得了进展。这些技术通常需要额外的设备和/或涉及许多实验室无法访问的复杂过程。这里描述了一种使用自组装多域肽(MDP)水凝胶将细胞可靠地排列成多层的一步方法。我们描述了用MDP制备的牙髓细胞的结构特征、活力和分子特性，并证明了通过降低支架中MDP的体积百分比(w/v%)来实现支架中细胞分层的操作。这种方法允许细胞重塑其环境并增强各种基因表达谱，如细胞增殖、血管生成和细胞外基质(ECM)重塑相关基因。通过将细胞制造成分层、多层和管状结构，我们进一步验证了我们构建各种组织结构配置的方法。我们的方法提供了一种简单、快速的方法来生成具有多层结构的3D组织结构。该方法具有很大的模仿潜力在活的有机体内微环境的细胞和可能有利于建模更复杂的组织在再生医学领域。 |
