研究者Li Gan博士一直希望能夠找到幫助治療阿爾茲海默病患者的療法，和很多科學家一樣，她在研究中也遇到了一些瓶頸；很多科學家在尋找潛在新葯時，都會在人類細胞中檢測來證實這些藥物對患者有效，從歷史觀點上來講，這些試驗常常是在癌細胞中進行的，而且這通常並不能與人類大腦細胞的生物學特性相匹配。

圖片來源：Gladstone Institutes

研究者Gan表示，問題在於，來自真實人類大腦的細胞無法在培養皿中生存，因此我們就需要在實驗室中製造出人類細胞，但這並不像聽起來那麼簡單。很多科學家都會利用誘導多能幹細胞（iPSCs）來解決這個問題，通過將皮膚細胞重編程為幹細胞就能夠製造出iPSCs，其能夠轉化成為機體中任何一種類型的細胞，因此Gan就利用ipsCs來製造大腦細胞，比如神經元細胞或膠質細胞，這些細胞和神經變性疾病的發生密切相關。

這項研究成果刊登於國際雜誌Stem Cell Reports上，研究者表示，由ipsCs所製造的人類腦細胞能夠在藥物篩選上展現巨大潛力，然而製造腦細胞的過程卻非常複雜、昂貴且變化性較大；當前很多方法製造出的腦細胞都具有一定的異質性，而且不同細胞彼此不同，這往往會給後期藥物篩選帶來一些不一致的結果，此外，在實驗室中大量製造腦細胞花費較大，因此目前研究人員要想擴大規模非常困難。

新技術的誕生

研究者Michael Ward博士表示，我無意中發現一種斯坦福大學所開發的製造iPSCs的新方法，如果我們能找到簡化並且更好控制這種方法的策略，那麼我們就能夠在實驗室中有效改善製造人類大腦細胞的方法。隨後研究者Ward和Chao Wang博士發現了一種新方法，其能夠對細胞的遺傳組分進行操控使其由單一的ipsC能夠產生成千上萬個神經元細胞，這也就意味著每一個工程化的腦細胞都是一樣的。

隨後研究者對這種方法進行了改善創建出了一種簡化的兩步過程，這就能夠幫助科學家們準確控制所產生的腦細胞的數量，並且能夠在不同實驗間輕鬆重複實驗結果。如今研究人員能夠在1周或2周內工程化製造出大量的腦細胞，而且在1個月內這些細胞就能夠成為功能活躍的神經元細胞。研究人員意識到，這些新方法對於藥物篩選以及多種疾病發病機制的研究具有非常重要的意義，隨後研究人員在他們進行的研究中對此進行了證實。

研究者利用這種新技術將ipsCs成功轉化為人類的神經元細胞，隨後他們開發了一種藥物篩選平台，並對1280種化合物進行了篩選，研究者的目標就是鑒別出能夠降低大腦中tau蛋白水平的新型化合物，tau蛋白被認為是阿爾茲海默病研究中的一個重要方面，同時其也是開發新型阿爾茲海默病等疾病藥物的新型靶點蛋白。

整個科學界研究的有力工具

研究者Gan說道，我們開發的這種經濟有效實用性技術能夠通過簡單的兩步操作在實驗室中製造出大量的人類腦細胞，通過不斷打破基於人類神經元的藥物發現所面臨的困境，我們相信，這種新技術將會在基礎科學研究和工業領域得到廣泛的應用。截止到目前為止，研究人員已經成功重複了兩步法製造人類腦細胞的過程，研究人員希望後期通過更深入的研究開發出能夠幫助治療阿爾茲海默病等多種神經變性疾病的新型療法。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Chao Wang, Michael E. Ward, Robert Chen, et al. Scalable Production of ipsC-Derived Human Neurons to Identify Tau-Lowering Compounds by High-Content Screening. Stem Cell Reports (2017). DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.08.019

來源：生物谷

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