三启生物建立青年型帕金森病基于iPSCs的疾病模型

青年型帕金森症(Young-onset Parkinson’s disease, YOPD)是一种早发型的帕金森病,患者通常在21-50岁之间被诊断为帕金森症病。YOPD患者约占帕金森症患者的10%。近日,三启生物联合青岛市立医院、北京大学深圳医院共同建立了YOPD iPSC,相关细胞系数据已在最近一期的《干细胞研究》(Stem Cell Research)杂志发表。

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YOPD iPSC-C28鉴定数据及突变位点

该细胞株(YOPD iPSC-C28)来自于临床上已被确诊的患者,我们提取了患者外周血单个核细胞(PBMC),利用仙台病毒重编程方式获得iPSC并完成相关鉴定。基因测序显示其具有PRKN复合杂合突变(c.461G > T & c.1010G > A, p.Cys154Phe & Cys337Tyr)和 HTRA2杂合突变(c.427C > G, p.Pro143Ala)。


YOPD iPSC的神经分化及药物筛选

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YOPD神经元分化流程

iPSC的优势是可以大规模稳定扩增,我们将YOPD iPSC分化为神经干细胞(NSC)、神经前体细胞(NPC)及神经元。在此过程中,YOPD iPSC、NSC、NPC均可以批量扩增并得到批次稳定的神经元。YOPD 神经元在成熟7天、14天、21天、28天时分别进行Caspase 3和TUNEL染色发现该细胞与对照细胞相比凋亡明显。该细胞的ROS 水平,分泌的LDH水平显著高于对照组细胞;胞内ATP水平显著低于对照组细胞。此外,我们利用YOPD 神经元已建立了规模化的药物筛选平台,并以此平台对前期筛选出的对神经元有显著性保护作用的12个化合物进行测试,得到了5个有效的候选化合物。相关数据已在2020 BPIT 生物药创新技术大会分享,并即将在2020年10月份的ThermoFisher 5 days of Stem Cells Virtual Event上分享。

来自于病人的iPSC更具优势

由于患有YOPD的病人正值其生命的黄金时期,该病往往会对他们的家庭、社会和职业生活产生非凡的影响。虽然YOPD进展速度比晚发型帕金森症(LOPD)慢,但更容易发生左旋多巴相关的运动并发症,包括运动障碍等。由于年轻患者通常具有很大的恢复能力,因此,对于YOPD的机理研究以及对应药物开发显得尤为重要。

YOPD iPSC来源于病人外周血单核细胞,携带病人的遗传突变,并且可进一步分化为疾病相关细胞,更接近疾病患者脑内受影响的神经元。此外,该细胞模型疾病表型明显,无需对细胞进行人为干预(如加药刺激或基因修饰),即可获得明确PD表型的神经细胞,对PD的机制研究和药物开发有重要意义

我们已制备好该细胞系的神经前体细胞,欢迎业界研究者将其用于帕金森病药物筛选或疾病机制研究,以尽早开发出有效药物,治愈病人。



参考文献

Y. Yan et al.,Generation of a human iPSC line CIBi007-A from a patient with 

young-onset Parkinson’s disease carrying variants in PRKN and HTRA2. Stem Cell Research 47 (2020) 101905

https://doi.org/10.1016/j.scr.2020.101905