Scientists have developed the first patient-derived stem cell of albinism. The model will help studying eye conditions related to oculocutaneous albinism (OCA).
Stemセル 専門家ではありません。 それらは体内で特定の機能を果たすことはできませんが、長期間にわたって分裂して再生することができ、筋細胞、血球、脳細胞などの体内で特殊化してさまざまな種類に発達する可能性があります。
Stem cells are present in our bodies at all stages of life, from 胚 to adulthood. Embryonic stem cells (ESCs) or fetal 幹細胞 体の修復システムとして機能する成体幹細胞は成人期に見られますが、初期段階で見られます。
Stem cells can be grouped into four: embryonic stem cells (ESCs), adult stem cells, 癌 stem cells (CSCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs). Embryonic stem cells (ESCs) are derived from inner mass cells of the blastocyst-stage of mammalian embryo that are three to five days old. They can self-renew indefinitely and differentiate into cell types of all three germ layers. On the other hand, adult stem cells serve as a repair system to maintain cell homeostasis in tissues. They can replace dead or injured cells but have limited proliferation and differentiation potential in comparison with ESCs. Cancer stem cells (CSCs) arise from normal stem cells that undergo gene mutations. They initiate tumours forming a large colony or clones. Cancer stem cells play important roles in malignant tumours hence targeting them could provide a way to treat cancers.
人工多能性幹細胞（iPSC）は、成体体細胞に由来します。 それらの多能性は、遺伝子や他の要因を介して体細胞を再プログラミングすることにより、実験室で人工的に誘導されます。 iPS細胞は、増殖と分化において胚性幹細胞のようなものです。 最初のiPSCは、2006年に山中によってマウス線維芽細胞から開発されました。それ以来、いくつかのヒトiPSCが患者固有のサンプルから開発されてきました。 患者の遺伝学はiPSCの遺伝学に反映されているため、これらの再プログラムされた体細胞は遺伝病のモデル化に使用され、ヒトの遺伝性疾患の研究に革命をもたらしました。
モデルは、実際の病気で観察される病理学的プロセスのすべてまたは一部を表示する動物または細胞です。 実験モデルの利用可能性は、治療する治療法の開発に役立つ細胞および分子レベルでの疾患の発症を理解するために重要です。 モデルは、病気がどのように進行するかを理解し、潜在的な治療アプローチをテストするのに役立ちます。 たとえば、モデルを使用して効果的な創薬ターゲットを特定したり、重症度を軽減して疾患の進行を停止させたりする可能性のある小分子をスクリーニングすることができます。 動物モデルは長い間使用されてきましたが、いくつかの欠点があります。 さらに、動物モデルは、遺伝的非類似性のために遺伝性疾患には不適切です。 現在、ヒト幹細胞（胚性および人工多能性）は、ヒトの疾患をモデル化するためにますます使用されています。
ヒトiPS細胞を使用した疾患モデリングは、いくつかの分野で成功裏に行われています 条件 側索硬化症、血液疾患、糖尿病、ハンチントン病、脊髄性筋萎縮症など。 ヒトiPSCモデル of human neural diseases, congenital heart diseases and other genetic 障害s.
しかし、アルビニズムのヒトiPSCモデルは、国立衛生研究所（NIH）の一部である国立眼病研究所（NEI）の科学者がヒトiPSCベースのinvitroモデルの開発を報告した11年2022月XNUMX日まで利用できませんでした。眼皮膚白皮症（OCA）
Oculocutaneous albinism (OCA) is a 遺伝的障害 affecting pigmentation in the eye, skin, and hair. The patients suffer eye problems like reduced best-corrected visual acuity, reduced ocular pigmentation, abnormalities in fovea development, and/or abnormal crossing of optic nerve fibres. It is thought that improving eye pigmentation could prevent or rescue some of the vision defects.
The researchers developed an in-vitro model for studying pigmentation defects in human retinal pigment epithelium (RPE) and showed that the 網膜 pigment epithelium tissue derived in vitro from patients recapitulates the pigmentation defects seen in albinism. This is very interesting in view of the fact that animal models of albinism are unsuitable and there is limited human cell lines to study melanogenesis and pigmentation defects. The patient-derived OCA1A- and OCA2-iPSCs developed in this study can be a renewable and reproducible source of cells for the production of target cell and/or tissue types. In vitro derived OCA tissues and OCA-iRPE will allow deeper understanding of how melanin formation takes place and identify molecules involved in pigmentation defects, and further probe for molecular and/or physiologic differences.
これは、眼皮膚白皮症（OCA）関連の状態の治療の目標に向けた非常に重要な前進です。
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参照：
- Avior、Y.、Sagi、I。＆Benvenisty、N。疾患モデリングおよび創薬における多能性幹細胞。 Nat Rev Mol Cell Biol 17、170–182（2016）。 https://doi.org/10.1038/nrm.2015.27
- チェンバレンS.、2016年。ヒトiPS細胞を使用した疾患モデリング。 Human Molecular Genetics、第25巻、第R2号、1年2016月173日、ページR181〜RXNUMX、 https://doi.org/10.1093/hmg/ddw209
- Bai X.、2020年。幹細胞ベースの疾患モデリングと細胞治療。 Cells 2020、9（10）、2193; https://doi.org/10.3390/cells9102193
- ジョージA.、 ら 2022.ヒト人工多能性幹細胞由来の網膜色素上皮を使用した眼皮膚白皮症I型およびII型のinvitro疾患モデリング（2022年）。 ステムセルレポート。 17巻、1号、P173-186、11年2022月XNUMX日DOI： https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.11.016
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