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基于诱导多能干细胞的CADASIL疾病细胞模型的建立

作者:令晨 等 日期:2019-09-04 浏览量:72

第七届北京罕见病学术大会暨2019京津冀罕见病学术大会征文(88)

1北京大学第一医院神经内科

2中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室

3中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室

4中国科学院动物研究所膜生物学国家重点实验室

令晨1#,刘尊鹏3#,宋默识4#,张维绮2,王思2,刘晓倩3,马帅2,孙淑慧2,付丽娜2,王朝霞1,

曲静3*,袁云1*,刘光慧2*

#第一共同一作。

*共同通讯作者

曲静 袁云 刘光慧

目的:伴有皮质下梗塞和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病(CADASIL)是由NOTCH3基因突变引起的遗传性脑小血管病,其疾病相关的血管壁细胞表型和发病机制仍未研究清楚。我们想通过建立基于诱导多能干细胞的CADASIL疾病细胞模型,进一步分化得到血管壁细胞,来探索CADASIL疾病相关细胞表型和可能的发病机制。

方法:我们将携带杂合NOTCH3突变(c.3226C>T,p.R1076C)的CADASIL患者和正常对照的成纤维细胞重编程为诱导多能干细胞(iPSC),并进一步分化得到血管中层的血管平滑肌细胞(VSMC)和血管内膜的血管内皮细胞(VEC)。之后,通过转录组测序我们分析了CADASIL VSMC和VEC基因表达谱的改变,并在后续的细胞表型研究中对这些转录组的异常相关的表型进行了验证。

结果:CADASIL VSMC中存在许多基因表达谱和细胞表型的异常,包括:NOTCH和NF-κB信号通路的过度激活、细胞骨架结构的异常和细胞增殖能力的异常增强。但这些VSMC的异常表型未在CADASIL VEC中被观察到,提示CADASIL存在细胞特异性表型异常。同时,我们发现在CADASIL VSMC中使用NOTCH通路抑制剂可以一定程度上抑制CADASIL VSMC中NF-κB靶基因的异常上调,为CADASIL提供了潜在的治疗策略。

结论:我们通过重编程和体外定向分化技术建立了基于诱导多能干细胞的CADASIL疾病细胞模型,对CADASIL疾病相关细胞表型和可能的发病机制进行了探索。通过这一细胞模型,我们的研究为今后CADASIL致病机制的研究和治疗手段的开发提供了新的线索。