Патогенен механизъм на -синуклеин в HiPSC модел на болестта на Паркинсон

Резюме

-синуклеинът е все по-виден играч в патологията на различни невродегенеративни състояния. Болестта на Паркинсон (PD) е невродегенеративно разстройство, което засяга главно допаминергичните (DA) неврони в substantia nigra на мозъка. Типично за патологията на PD е откриването на протеинови агрегации, наречени „телца на Lewy“ в засегнатите области на мозъка. -синуклеинът е замесен в много болестни състояния, включително деменция с телца на Леви (DLB) и болестта на Алцхаймер. Въпреки това, PD е най-честата синуклеинопатия и продължава да бъде важен фокус на изследванията на PD по отношение на патологията на -синуклеиновите телца на Lewy. Мутациите в няколко гена са свързани с развитието на PD, включително SNCA, който кодира -синуклеин. Разнообразие от моделни системи са използвани за изследване на физиологията и патофизиологията на синуклеина в опит да се свържат по-отблизо с патологията на PD. Тези модели включват клетъчни и животински системи, изследващи трансгенни технологии, вирусна векторна експресия, нокдаун подходи и модели за изследване на потенциалните прионови протеинови ефекти на -синуклеин. Настоящият преглед се фокусира върху модели на човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSC) със специфичен фокус върху мутациите или мултипликациите на гена SNCA. iPSCs са бързо развиваща се технология с огромно обещание в изследването на нормалната физиология и моделиране на заболявания in vitro. Способността да се поддържа генетичния произход на пациента и да се възпроизвеждат подобни клетъчни фенотипове прави iPSCs мощен инструмент в изследването на неврологични заболявания. Този преглед се фокусира върху настоящите знания за физиологичната функция на -синуклеин, както и неговата роля в патогенезата на PD въз основа на човешки iPSC модели.

Ключови думи

-синуклеинова патогенеза; hiPSC модели; Болестта на Паркинсон; Невродегенеративни заболявания;Cistanche ползи.

Щракнете тук, за да купитеCistanche добавки

Въведение

Невродегенеративните заболявания са група от прогресивни заболявания, характеризиращи се със смърт на невронни клетки, като се изключват състояния, свързани предимно с исхемия, инфекция или злокачествено заболяване [1]. Невродегенеративните състояния са най-честите свързани с възрастта заболявания при хората, които стават все по-разпространени и засягат милиони хора по света. Въпреки значителните научни и клинични изследвания, все още липсват ефективни терапии. Поради това е жизнено важно да се преодолеят пропуските в нашето разбиране за физиологичните и патологичните процеси, лежащи в основата на невродегенерацията, за да се улесни разработването на целеви и ефективни стратегии за лечение. През последните 25 години бяха идентифицирани много клетъчни и молекулярни механизми, които са свързани с невронна дегенерация, като най-известните сред тях са отлагането на протеинови агрегати [2], митохондриални ДНК мутации [3] и оксидативен стрес [4]. Образуването на анормални агрегати от физиологични протеини предизвика голям интерес и се идентифицира като ключов отличителен белег за много невродегенеративни заболявания, които сега са групирани в това, което се нарича протеинопатии [5]. Невродегенеративните протеинопатии представляват група от заболявания, които се определят от неподходяща агрегация, отлагане и/или натрупване на нормален протеин, който има значителна нормална физиологична функция. Протеинопатиите се класифицират въз основа на основния протеин, открит в тези отлагания, така че тауопатиите съдържат предимно τ протеин, а TDP-43 протеинопатиите съдържат TDP-43 [6]. -синуклеинът е ключов член на тази група протеини, участващи в невродегенеративни заболявания.

Доказано е, че синуклеинът играе ключова роля в патологията на различни невродегенеративни състояния, групирани като синуклеинопатии. -синуклеинът е кодиран от гена SNCA, който се намира на хромозома 4 (4q21.3-22) и мутациите в този ген показват автозомно доминантен модел на унаследяване. Доказано е, че мутациите в този ген водят до натрупване и агрегация на -синуклеин, което се проявява при много видове невродегенеративни състояния [7–9]. Добре известни заболявания като болест на Паркинсон (PD), деменция с телца на Lewy (DLB) и множествена системна атрофия (MSA) са обхванати в тази група, както и по-рядко срещани патологии като невроаксонални дистрофии, чиста автономна недостатъчност (PAF) или разстройство на поведението на REM съня [10].

Понастоящем има широк спектър от моделни системи, които са на разположение за подпомагане на изследването на синуклеинопатии. Животинските модели предоставят ценна информация за поведенческите промени, свързани с невронни промени, но разликите във видовете създават бариера за получаване на фенотипове, специфични за заболяването, които могат да се превеждат при хора. Клетъчните модели имат предимството, че позволяват на патологията да се развива бързо, те са рентабилни и могат да бъдат по-лесно генетично манипулирани, предизвиквайки интерес, особено в молекулярните и клетъчни изследвания. През последните 14 години появата на технологията за индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSC) значително подобри нашето разбиране за специфичните за пациента молекулярни механизми на заболяването, както и развитието на потенциални нови терапевтични средства и скрининг на лекарства. Тази технология се основава на способността за препрограмиране на специфични за заболяването фибробласти на пациента чрез форсиране на експресията на специфични транскрипционни фактори (най-често Oct4, Sox2, cMyc и Klf4), което води до плурипотентно състояние. Впоследствие тези плурипотентни клетки се диференцират в специфични соматични зрели клетки, представляващи интерес [11]. Този тип подход е известен като моделиране на „болест в ястие“ [12] (Фигура 1). Тази методология има предимството да поддържа пълния генетичен произход на пациента и позволява да се изследва влиянието на определени ключови мутации върху патофизиологията, което позволява характеризирането на ключови фенотипове, базирани на клетъчни мутации, при комплексни заболявания като PD [13].

Допаминергичните (DA) неврони са основният клетъчен тип, използван за изследване на невродегенерация при PD, като се използват няколко различни протокола. Повечето протоколи включват принудителна експресия на LMX1A, който кодира транскрипционен фактор, критичен за идентичността на вентралния среден мозък, като се използва подход на двойно SMAD инхибиране. Този процес се основава на използването на съединенията Noggin и SB431542, действащи като инхибитори на фамилията SMAD протеинови преобразуватели на сигнала (акроним от сливането на гените SMA на Caenorhabditis elegans и MAD на Drosophila, Майки срещу декапентаплегични), които са ключови регулатори на клетъчен растеж [14–16]. Съвсем наскоро диференциацията може да бъде насочена от принудителната свръхекспресия на факторите ASCL1, NURR1 и LMX1A [17]. Препрограмирането на клетките на пациентите с PD и диференциацията в DA неврони е разгледано обстойно другаде [18,19].

Признавайки ценната информация, която iPSC моделите предлагат, и значението на -синуклеин в невродегенерацията, този преглед ще се съсредоточи върху знанията, получени от изучаването на SNCA мутации в iPSC моделни системи, изследване на -синуклеинова агрегация и токсичност. В този контекст ще бъдат обсъдени някои съответни въпроси: дали мутациите в SNCA гена са единственият подбудител на -синуклеинова агрегация? Какъв е патогенният ефект на SNCA мутациите, различни от -синуклеиновата агрегация?

-синуклеин: структура и нормална физиологична функция

Въз основа на съществуващата литература, -синуклеинът е 14-kDa протеин, повсеместно експресиран в пресинаптичните терминали на мозъка, предимно в възбуждащи неврони, за първи път докладван през 1988 г. [20]. Естествената структура на протеина -синуклеин все още е източник на дебат, но се счита за естествено разгънат протеин при нормални физиологични условия [21,22]. Така неговата структура може да варира в зависимост от промените в местната среда [23], където може да взаимодейства с липиди [24] или метали [25]. Смята се, че промените в структурата на -синуклеина са свързани с неговото патологично неправилно нагъване и агрегация, често наблюдавани при синуклеинопатии [26]. Например, установено е, че образуването на -синуклеинови олигомери, предизвикано от мутации като E35K и E57K, влияе върху пропускливостта и целостта на клетъчната мембрана, насърчавайки смъртта на клетката [27]. Въпреки че много фактори могат да допринесат за аберантно производство и агрегация на -синуклеин, един от основните фактори са мутациите на гена SNCA, който кодира -синуклеин и този ген е първата мутация, докладвана при автозомно-доминантна PD [28] с по-късна връзка с DLB [ 8]. Точната физиологична функция на -синуклеина все още не е известна, но са идентифицирани различни роли, свързани със синаптичната функция. Тези функции включват групиране на везикули, рециклиране и поддържане на резервния пул от синаптични везикули [29, 30]. Освен това е доказано, че -синуклеинът насърчава образуването на комплекс SNARE, което подобрява освобождаването на невротрансмитери [31]. В допълнение, той също участва в регулирането на вътреклетъчния трафик чрез взаимодействие с множество членове на семейството на Rab GTPase [32], както и с нуклеацията на микротубулите и скоростта на растеж [33]. Други проучвания, базирани на данни от мозъци на PD, показват, че -синуклеинът може също да регулира нивата на допамин, като повлиява активността на DAT [34]. Повишените нива на допамин могат да доведат до увреждане на клетките в резултат на оксидативен стрес [35]. Съвсем наскоро беше доказано, че -синуклеинът инхибира фосфолипаза D (PLD), която е отговорна за превръщането на фосфатидилхолин във фосфатидна киселина, модулира невронални процеси като растеж, диференциация и освобождаване на невротрансмитери и DA невродегенерация [36,37]. Съобщава се също, че синуклеинът играе роля в невровъзпалението чрез иницииране на имунен отговор. Екстрацелуларният -синуклеин може да предизвика активиране и пролиферация на имунни клетки, секреция на цитокини и фагоцитоза [38,39].

-синуклеинов фенотип в модели, получени от iPSC с мутация на SNCA

iPSCs предлагат няколко предимства пред други моделни системи, с неограничен запас от клинично значими фенотипни клетки от човешки произход, като същевременно запазват оригиналните геномни характеристики на пациента, включително генни мутации или хромозомни аномалии. Основните варианти на SNCA, свързани с генетичната PD, включително трипликациите/дупликациите [40] и точковите мутации на пропуски като A53T [41], A30T [42] или E46K [9], са моделирани в iPSC. Поради високото разпространение на трипликации или мутация на A53T SNCA при пациенти с PD, по-голямата част от iPSC моделите до момента са фокусирани върху тези два типа мутации и техните характерни фенотипове са обобщени на Фигура 2.

iPSC модели на утрояване на SNCA

Мултипликацията на SNCA ген е свързана с по-млада възраст на начало на PD и повишена тежест на симптомите. Утрояването на SNCA води до генериране на допълнителни копия на SNCA гена и свръхекспресия на дивия тип -синуклеин, което води до образуването на токсични агрегати и широко разпространено увреждане на невроните [43], което предполага дозозависим ефект на -синуклеин в причинно-следствената връзка на заболяването. Носителите на трипликация на SNCA се представят с по-тежък фенотип и показват по-бърза прогресия на заболяването от носителите на дублиране и в много случаи проявяват допълнителни двигателни характеристики [44]. Невропатологично изследване на мозъци на пациенти с ПД с трипликация на SNCA показва тежка дегенерация на субстанция нигра, забележителна загуба на неврони и вакуолизация в темпоралния кортекс, както и широко разпространено натрупване на телца на Леви [45]. Тази патология се отразява в получените от iPSC DA неврони с утрояване на SNCA, които показват повишени нива на -синуклеинова иРНК, което води до анормални и повишени нива на протеинова експресия [46]. В допълнение, получените от iPSC неврони, носещи тази мутация, показват по-високи нива на -синуклеиново фосфорилиране, нещо, което обикновено се среща в мозъците на PD [47], както и необичайни увеличения на -синуклеинови агрегати и тела на Lewy [9,48].

iPSC моделите сега също започват да предоставят допълнителна информация за основните молекулярни пътища с утрояване на SNCA. Установено е, че стресът на ендоплазмения ретикулум (ER) и активирането на разгънатия протеинов отговор (UPR) се активират в неврони, получени от iPSC, съдържащи утрояване на SNCA [49]. Това демонстрира решаващата роля, която ER играе в елиминирането на анормални протеинови агрегати в клетката, водещи до ER стрес и свързан UPR, когато капацитетът на ER е надвишен.

Нормалните невронни процеси се влияят от утрояване на SNCA и моделите на iPSC са показали, че невронната диференциация и съзряване се променят от утрояване на SNCA. SNCA трипликация iPSC-получени неврони не са в състояние да генерират типична сложна невронна мрежа, поддържайки своя пролиферативен капацитет и показвайки фини промени в капацитета на диференциация. Тези промени са допълнително подкрепени от значителните намаления, наблюдавани в гени, свързани с диференциация, като DLK, GABABR2 и NURR1, и намаляване на дължината на невритния растеж [46,47]. Тези данни сочат загуба на регенеративен капацитет, което може допълнително да усложни загубата на неврони при пациенти с PD.

Въпреки че -синуклеинът е локализиран предимно в пресинаптичните нервни окончания, малка част се открива и в клетъчните ядра. iPSC невроните с утрояване на SNCA показват промени в структурата на генома, което води до увреждане на ДНК [50]. Тези неврони, получени от iPSC, експресират анормални фенотипове на стареене, както допълнително се доказва от намалената експресия на хетерохроматинови маркери и показване на анормална ядрена обвивка [48], както и засягане на целостта на генома, предизвикващо прекъсвания на ДНК вериги и клетъчна смърт [50].

Митохондриалната дисфункция е обща характеристика на загубата на неврони и е основният органел, засегнат от -синуклеинова патология. В съответствие с това, обичайно е да се открие митохондриално увреждане в получени от iPSC SNCA трипликационни неврони [51]. Митохондриалното увреждане се проявява като промени в енергийния метаболизъм в резултат на нарушаване на основни процеси като дихателен капацитет и производство на АТФ [52]. Когато невроните, получени от SNCA утрояване на iPSC, са изложени на ниски концентрации на калциевия йонофорен феритин или лазерно индуциран ROS, те имат по-висока чувствителност към образуване на пори на пропускливост (PTP) в сравнение с контролните неврони [53]. Няколко проучвания показват също, че мутациите на SNCA имат повишена базална чувствителност към индуциран от токсини оксидативен стрес, който може да се влоши от взаимодействия с метални йони [54]. Излагането на неврони, получени от SNCA-утрояване на iPSC, на токсини като 6OHDA води до повишена клетъчна смърт и активиране на каспаза-3 [47], както и увеличаване на автофагозомите [46]. Тези резултати са допълнително подкрепени от повишени нива на маркери за оксидативен стрес като DNAJA1, HMOX2, UCHL1 и HSPB1, участващи в защитата на клетката срещу оксидативно увреждане, и MAOA, който е източник на оксидативен стрес, когато е свръхекспресиран в тези неврони [ 55].

Cistanche хапчета

iPSC модели на SNCA-A53T мутация

Произведените от iPSC неврони с A53T мутация показват по-висока тенденция да произвеждат -синуклеинови олигомери и агрегати в сравнение с контролните неврони. Това съответства добре на това, което се наблюдава в човешкия мозък при пациенти, носещи същата мутация [41,56]. Мисенс мутацията SNCA-A53T е първата идентифицирана и е най-честата мутация, присъстваща при пациенти с PD [28]. Мутацията A53T е свързана с приблизително 10-година по-ранна възраст на поява в сравнение с други точкови мутации [44]. Мутацията A53T стабилизира -синуклеиновия протеин в -листовете, което води до по-бърза скорост на образуване на фибрили като токсично усилване на функцията, което допринася за ранното начало на фамилна PD [26,57]. Получените от iPSC неврони също показват дисрегулация в производството на протеини и свързаните с транскрипцията мРНК, дължащи се на взаимодействието на A53T мутирал -синуклеин с основни транскрипционни фактори, рибонуклеопротеини и рибозомни протеини, въз основа на доклади за анализ на целия геном [58]. Въпреки това, друго проучване показва намаляване на съотношението тетрамери/мономери в SNCA-A53T iPSC неврони, получени в сравнение с контрола, което предполага, че определени конформации като тетрамери могат да стабилизират протеина и да предотвратят токсичните ефекти, наблюдавани при някои олигомери [59].

Както се съобщава за утрояване на SNCA в неврони, получени от iPSC, UPR системата също е нарушена в неврони, получени от iPSC SNCA-A53T. Това е свързано с намаляване на експресията на фактора IRE, който е съществен компонент в този процес [60]. Тясно свързаният път на лизозомния стрес също е нарушен в A53T мутирали неврони, получени от iPSC, където -синуклеинът се свързва и деактивира ykt6, което води до агрегация на протеини, която може да бъде токсична за невроните [61].

Подобно на дистрофичните невритни модели, наблюдавани в SNCA утроени неврони, това е и случаят в SNCA-A53T iPSC неврони, получени [56]. Подути варици и големи сфероидни включвания, които са свързани с ранна невритна дегенерация, присъстват в SNCA-A53T iPSC неврони. Тези промени водят до нарушаване на формирането на невронни мрежи със значително намаляване на синаптичните контакти [62]. Синаптичната активност в получените от SNCA-A53T iPSC неврони е компрометирана с наблюдаваната низходяща регулация на важни пре- и постсинаптични клетъчни адхезионни протеини [62]. Освен това, увреждането на тези процеси води до промяна в синаптичната активност с по-голяма средна амплитуда при по-голям брой спонтанни Ca2 плюс преходни процеси [56].

В невроните SNCA-A53T антероградният митохондриален транспортен процес е нарушен, което изглежда е свързано с нитрирането на микротубулите и неспособността за взаимодействие с митохондриалните транспортни комплекси [63]. По подобен начин невроните, получени от iPSC от SNCA-A53T, показват забавяне на митофагията, свързано с повишената регулация на Miro1, ключов протеин, участващ в митохондриалния транспорт [64]. Митохондриалната морфология също е променена до по-кръгла и неразклонена форма със значително намаляване на нейния мембранен потенциал в мутирали неврони [60]. Освен това, антиоксидантните пътища са повишени, вероятно като компенсаторен механизъм в отговор на увеличаването на митохондриалния стрес. Спекулира се, че това се дължи на повишени нива на каталаза или пероксизом-пролифератор-активиран рецептор ко-активатор 1- (PGC1- ) [60]. Всички тези фактори допринасят за проапоптотичен фенотип, който присъства с мутацията SNCA-A53T. Има увеличение на експресията на протеини, свързани с аутофагията, като p62 или автофагозомния маркер LC3 [60]. Този процес е особено утежнен в SNCA-A53T iPSC неврони след излагане на агрохимикали [41].

Допълнителни фактори, влияещи върху агрегацията и патологията на синуклеин, открити в iPSC модели

Въпреки че наличието на мутации в SNCA е ключов фактор, който определя сгъването на протеините и агрегацията в токсични видове, е доказано, че други фактори и променливи също играят роля в този процес. Произведените от iPSC неврони с мутации в други гени също показват -синуклеинова агрегация и проявяват токсични ефекти. Произведените от iPSC неврони, носещи LRRK2 G2019S мутация, присъстват с повишени нива на -синуклеин и имат значителни агрегации в сравнение с контролите [65]. Освен това, тези неврони са чувствителни към прекомерна дегенерация, когато са изложени на предварително формирани -синуклеинови фибрили (PFF). Интересното е, че този ефект се оказа обратим, когато мутацията беше коригирана в изогенни контроли, образуването на агрегати беше смекчено [66]. В допълнение, друг фактор, влияещ върху агрегацията на синуклеин, беше открит поради диференциалната експресия на протеина, взаимодействащ с тиоредоксин (TXNIP) в органоидни култури на неврони, получени от iPSC, с мутация LRRK2 G2019S. TXNIP преди това беше идентифициран като рисков фактор за PD и неговата мутация и диференциална експресия водят до ускорено натрупване на -синуклеин в LRRK2 G2019S неврони [67]. Мутациите на TXNIP също са свързани с дефицити в механизмите на автофагия, които допринасят за повишени нива на натрупване на -синуклеин в невроните [68]. Всички тези данни също са в съгласие с доказателствата от проби от човешки мозък, които показват обширна -синуклеинова патология при пациенти с PD с LRRK2 G2019S мутация [69].

Генът на паркин (PARK2), кодиращ E3 убиквитин лигаза, е друг важен фактор в iPSC изследванията на -синуклеин. Последните проучвания показват значително повишаване на нивата на -синуклеин и агрегация в неврони, получени от iPSC, от пациенти с PARK2 мутации в сравнение с контролните линии [70,71]. Отсъствието на телца на Lewy в мозъците на пациенти с PD с мутации на паркин обаче прави тази подробна връзка неясна, което предполага, че самият паркин може да взаимодейства и да убиквитинира протеина, взаимодействащ с -синуклеин, синфилин-1 и да насърчава включването на телцата на Леви [72] . Има също доказателства за редки генетични рискови фактори за PD като CHCHD2, показващи увеличаване на натрупването на неразтворим β-синуклеин в получени от iPSC DA неврони, носещи CHCHD2 T61I мутация [73].

iPSC моделните системи са безценни при демонстрирането на тези връзки и подчертаването на полезността и потенциала, които iPSC технологията може да донесе на сложното молекулярно картографиране на -синуклеинова невродегенерация при PD.

Cistanche tubulosa

Ограничения на iPSC модели на модели на заболяване

Въпреки многото предимства, които технологията iPSC улеснява при моделирането на заболявания, все още има някои ограничения и предизвикателства за преодоляване. Първо, най-често срещаното предизвикателство е туморогенността, която може да бъде предизвикана по време на процеса на препрограмиране с помощта на ретровирусни и лентивирусни методи за препрограмиране. Неизвестните или неизмерени ефекти от процеса на препрограмиране са потенциален объркващ фактор при оценката на наистина представителния характер на iPSCs като модели, специфични за заболяването. Въпреки това, трябва да се отбележи, че по-новите протоколи използват методи без интеграция, като вирус Сендай или ДНК вектори и донякъде намаляват тези проблеми [74,75]. Друго препятствие, което е добре известно при изследванията на стволови клетки, е присъщата променливост на iPSCs, генерирани от различни донори или клонинги от един и същ донор, тази променливост е трудна за съгласуване в някои случаи, тъй като може да е ефект на пациента или ефект на протокол. Препрограмирането е предназначено да нулира напълно епигенетичния пръстов отпечатък на клетките на донора, което в действителност може да доведе до отклонение на потенциала за диференциация в определени типове клетки [76], но някои данни изглежда показват, че епигенетичната памет е намалена с времето в културата [77] . Едно от основните ограничения на iPSC в моделирането на PD е генерирането на DA неврони с фенотип на стареене. Проучванията показват, че процесът на препрограмиране връща възрастната клетка към по-младо състояние, с фенотипове с по-дълги теломери, намален оксидативен стрес и компетентна митохондриална организация [78,79]. Обикновено всички клетки използват множество мерки за контрол на качеството, за да защитят нормалната физиологична функция, поради което е възможно фенотипните дефекти да се проявят само когато защитните пътища се разпаднат. По този начин генерирането на остарял фенотип е сложна задача, но някои скорошни данни предполагат възможността за индуциране на остарял фенотип чрез добавяне на прогерин, съкратена форма на ламин А, което е свързано с преждевременно стареене [80] и инхибиране на теломераза [81]. Има някои проблеми при използването на получени от iPSC неврони за моделиране на болести и по-специално болестни състояния, свързани с възрастта. Въпреки предизвикателствата и потенциалните клопки, получените от iPSC неврони са ценен ресурс при моделиране на синуклеинова патология.

Бъдещи насоки с iPSC модели на -синуклеинова патология

Произведените от iPSC неврони ни позволяват да създадем „болест в чиния“, но също така улесняват подробното изследване на физиологичните пътища, които са в основата на болестните състояния in vitro. -синуклеинови агрегирани видове се намират в мозъците на повечето мозъчни пациенти с PD и iPSCs са мощен инструмент за изследване на връзката между -синуклеин и невродегенерация, изследвайки физиологичните и патофизиологичните роли на -синуклеина. Данните от невронални iPSC-извлечени модели на специфични генетични мутации, свързани с PD, нарастват и показват силни корелации с данни от проби от човешки мозък [9]. По-конкретно, в случай на SNCA мутации, които са преобладаващи в популацията на PD, е изключително важно iPSCs като модел да може силно да рекапитулира болестното състояние. Прегледаните тук данни предполагат, че iPSCs наистина са отличен модел за изследване на физиологията и патофизиологията на SNCA мутациите.

Обикновено мутациите на SNCA водят до стабилизиране и агрегиране или фибрилация на -синуклеин в телата на Lewy заедно с други протеини. След като тези агрегирани видове присъстват в клетката, те взаимодействат с други клетъчни структури като микротубули, нарушавайки аксоналния митохондриален транспорт и в крайна сметка водейки до дегенерация на синаптичните терминали и загуба на клетки [9,26]. В допълнение, важни митохондриални функции се нарушават от взаимодействието на -синуклеиновите олигомери с ATP синтазите, като отваряне на PTPs, увреждане на дишането и индукция на липидна пероксидация [53]. Освен това, -синуклеиновите агрегати взаимодействат с протеини, участващи в митофагията, и предотвратява подходящото изчистване на дефектни митохондрии от вътрешността на клетката [64]. Предполага се също, че взаимодействията на -синуклеинови олигомери с метални йони индуцират образуването на свободни радикали в невроните, което води до нарушаване на нормалната клетъчна физиология, което води до клетъчна смърт [54]. Повечето от фенотиповете, показани от неврони, получени от iPSC, се намират и в човешкия мозък, което подчертава пригодността на iPSC моделирането не само за имитиране на физиологичните и патологични състояния на клетката, но също и тяхната потенциална роля като платформа за разкриване на нови данни, които може да са имали преди разчита на събиране на мозъчни биопсии от починали пациенти.

Моделирането на заболяването с iPSCs предостави важно подкрепящо доказателство, че уврежданията в други клетъчни механизми могат в някои случаи да предизвикат агрегация и натрупване на синуклеин. Получените от iPSC неврони от пациенти с PD, носещи мутации в LRRK2 или паркин, подчертават тези взаимодействия. Например, предполага се, че убиквитинирането на синфилин-1 в неврони, получени от iPSC, носещи мутации на паркин, има междинна роля в индуцирането на образуването на телца на Lewy [72]. Освен това, един от ключовите механизми, които допринасят за натрупването на -синуклеин, е дефектната аутофагия и лизозомната протеолиза, които играят жизненоважна роля в изчистването на дефектните агрегати. Показано е, че тези процеси са компрометирани в LRRK2-мутирали неврони, получени от iPSC [68,82]. Във всички тези проучвания невроните, получени от iPSC, показват фенотипове, които са тясно свързани с докладваните за проби от човешки мозък. Оценяването на причината за -синуклеиновите агрегати, често срещани в мозъците на PD, е сложно и до момента се е оказало неуспешно.

Herba Cistanche

Въпреки че окончателната роля на агрегацията на -синуклеин в патологията на PD е все още неясна, литературата показва много сложно взаимодействие между тези агрегирани видове с много други протеини в клетката, създавайки каскада от увреждане на клетъчния път, което благоприятства дефектната протеинова агрегация, което в крайна сметка води до дегенерация. В този широк и сложен молекулярен пейзаж, получените от iPSC модели от пациенти с PD могат да помогнат за идентифициране на ефекта от най-честите мутации в тази патология, като могат да имитират клетъчните процеси на мозъка на PD с голяма прецизност. Нещо повече, тази система за моделиране на „болест в чиния“ може да улесни както високопроизводителното откриване на лекарства, така и изследването на подходи за клетъчна терапия. Бъдещата работа с технологията CRISPR-Cas9 в комбинация с iPSCs може да революционизира подхода към синуклеинопатиите, за да замени вредните мутации или да изтрие умноженията от ключовите болестни гени [83] или наистина модулиране на свързани механизми като хистони, участващи в пост-транслационни модификации [83] 84].

Обширната работа, извършена до момента в множество моделни системи, силно предполага, че наличието на -синуклеинови агрегати, олигомери и фибрили има централна роля в свързаната с PD невродегенерация на DA. С подобряваща се платформа, свързана с болестта, използваща iPSCs и бързото нарастване на нашето разбиране за болестното състояние, бъдещето изглежда светло за терапии, които могат да бъдат насочени към синуклеинопатии.

Препратки

1. Tsuiji, H. и Yamanaka, K. (2014) Животински модели за невродегенеративни разстройства. Животински биотехнологии, стр. 39–56, Elsevier,

2. Bourdenx, M., Koulakiotis, NS, Sanoudou, D., Bezard, E., Dehay, B. и Tsarbopoulos, A. (2017) Протеинова агрегация и невродегенерация при прототипични невродегенеративни заболявания: примери за амилоидопатии, тауопатии и синуклеинопатии . Прог. Neurobiol. 155, 171–193,

3. Мадабхуши, Р., Пан, Л. и Цай, Л.-Х. (2014) Увреждане на ДНК и връзките му с невродегенерация. Neuron 83, 266–282,

4. Rekatsina, M., Paladini, A., Piroli, A., Zis, P., Pergolizzi, JV и Varrassi, G. (2020) Патофизиология и терапевтични перспективи на оксидативния стрес и невродегенеративните заболявания: наративен преглед. адв. Там. 37, 113–139,

5. Kovacs, GG (2016) Молекулярна патологична класификация на невродегенеративните заболявания: обръщане към прецизна медицина. Вътр. J. Mol. Sci. 17,

6. Kovacs, GG (2017) Концепции и класификация на невродегенеративните заболявания. Handb. Clin. неврол. 145, 301–307,

7. Kiely, AP, Asi, YT, Kara, E., Limousin, P., Ling, H., Lewis, P., et al. (2013) - Синуклеинопатия, свързана с G51D SNCA мутация: връзка между болестта на Паркинсон и множествена системна атрофия? Acta Neuropathol. 125, 753–769,

8. Zarranz, JJ, Alegre, J., G´omez-Esteban, JC, Lezcano, E., Ros, R., Ampuero, I. et al. (2004) Новата мутация, E46K, на алфа-синуклеин причинява деменция с телца на Паркинсон и Леви. Ан. неврол. 55, 164–173,

9. Prots, I., Grosch, J., Brazdis, R.-M., Simmnacher, K., Veber, V., Havlicek, S. et al. (2018) - Синуклеиновите олигомери индуцират ранна аксонална дисфункция в човешки iPSC-базирани модели на синуклеинопатии. Proc. Natl. акад. Sci. САЩ 115, 7813–7818,

10. McCann, H., Stevens, CH, Cartwright, H. и Halliday, GM (2014) - Фенотипове на синуклеинопатията. Паркинсонизъм Relat. Разстройство. 20, S62–S67,

11. Такахаши, К., Танабе, К., Онуки, М., Нарита, М., Ичисака, Т., Томода, К. и др. (2007) Индукция на плурипотентни стволови клетки от възрастни човешки фибробласти чрез определени фактори. Клетка 131, 861–872,

12. Фогел, Г. (2010) Стволови клетки. Болестите в ястие излитат. Наука 330, 1172–1173,

13. Avazzadeh, S., Baena, JM, Keighron, C., Feller-Sanchez, Y. и Quinlan, LR (2021) Моделиране на болестта на Паркинсон: iPSCs към по-добро разбиране на човешката патология. Brain Sci. 11,

14. S´anchez-Dan´es, A., Consiglio, A., Richaud, Y., Rodr´ıguez-Piz`a, I., Dehay, B., Edel, M., et al. (2012) Ефективно генериране на A9 среден мозък допаминергични неврони чрез лентивирусно доставяне на LMX1A в човешки ембрионални стволови клетки и индуцирани плурипотентни стволови клетки. тананикам Джийн Тер. 23, 56–69,

15. Chambers, SM, Fasano, CA, Papapetrou, EP, Tomishima, M., Sadelain, M. и Studer, L. (2009) Високоефективно невронно преобразуване на човешки ES и iPS клетки чрез двойно инхибиране на SMAD сигнализация. Нац. Биотехнология. 27, 275–280,

16. Kriks, S., Shim, J.-W., Piao, J., Ganat, YM, Wakeman, DR, Xie, Z. et al. (2011) Допаминовите неврони, получени от човешки ES клетки, ефективно се присаждат в животински модели на болестта на Паркинсон. Nature 480, 547–551,

17. Тека, И., Каяцо, М., Дворецкова, Е., Лео, Д., Унгаро, Ф., Курели, С. и др. (2013) Бързо генериране на функционални допаминергични неврони от човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки чрез едноетапна процедура, използваща транскрипционни фактори на клетъчна линия. Стволови клетки Превод. Med. 2, 473–479,

18. Wang, M., Ling, K.-H., Tan, JJ и Lu, C.-B. (2020) Развитие и диференциация на допаминергичен неврон на средния мозък: от пейката до леглото. Клетки 9,

19. Marton, RM и Ioannidis, JPA (2019) Изчерпателен анализ на протоколи за извличане на допаминергични неврони от човешки плурипотентни стволови клетки. Стволови клетки Превод. Med. 8, 366–374,

20. Maroteaux, L., Campanelli, JT и Scheller, RH (1988) Синуклеин: неврон-специфичен протеин, локализиран в ядрото и пресинаптичния нервен терминал. J. Neurosci. 8, 2804–2815,

21. Uversky, VN, Li, J. и Fink, AL (2001) Доказателство за частично нагънат междинен продукт в образуването на алфа-синуклеинови фибрили. J. Biol. Chem. 276, 10737–10744,

22. Theillet, F.-X., Binolfifi, A., Bekei, B., Martorana, A., Rose, HM, Stuiver, M. et al. (2016) Структурно разстройство на мономерния -синуклеин продължава в клетките на бозайници. Nature 530, 45–50,

23. Buell, AK, Galvagnion, C., Gaspar, R., Sparr, E., Vendruscolo, M., Knowles, TPJ et al. (2014) Условията на разтвора определят относителното значение на процесите на нуклеация и растеж при агрегирането на -синуклеин. Proc. Natl. акад. Sci. САЩ 111, 7671–7676,

24. Rovere, M., Sanderson, JB, Fonseca-Ornelas, L., Patel, DS и Bartels, T. (2018) Повторно нагъване на спираловиден разтворим -синуклеин чрез преходно взаимодействие с липидни интерфейси. FEBS Lett. 592, 1464–1472,

25. Moons, R., Konijnenberg, A., Mensch, C., Van Elzen, R., Johannessen, C., Maudsley, S. et al. (2020) Форма на метални йони - синуклеин. Sci. Представител 10, 16293,

26. Bertoncini, CW, Fernandez, CO, Griesinger, C., Jovin, TM и Zweckstetter, M. (2005) Фамилни мутанти на алфа-синуклеин с повишена невротоксичност имат дестабилизирана конформация. J. Biol. Chem. 280, 30649–30652,

27. Winner, B., Jappelli, R., Maji, SK, Desplats, PA, Boyer, L., Aigner, S. et al. (2011) In vivo демонстрация, че алфа-синуклеиновите олигомери са токсични. Proc. Natl. акад. Sci. САЩ 108, 4194–4199,

28. Polymeropoulos, MH, Lavedan, C., Leroy, E., Ide, SE, Dehejia, A., Dutra, A. et al. (1997) Мутация в алфа-синуклеиновия ген, идентифицирана в семейства с болестта на Паркинсон. Наука 276, 2045–2047,

29. Lashuel, HA, Overk, CR, Oueslati, A. и Masliah, E. (2013) Многото лица на -синуклеина: от структурата и токсичността до терапевтичната цел. Нац. Rev. Neurosci. 14, 38–48,

30. Cabin, DE, Shimazu, K., Murphy, D., Cole, NB, Gottschalk, W., McIlwain, KL et al. (2002) Изчерпването на синаптичните везикули корелира с атенюираните синаптични отговори на продължителна повтаряща се стимулация при мишки без алфа-синуклеин. J. Neurosci. 22, 8797–8807,

31. Burr´e, J., Sharma, M., Tsetsenis, T., Buchman, V., Etherton, MR и S¨udhof, TC (2010) Алфа-синуклеинът насърчава сглобяването на SNARE-комплекс in vivo и in vitro. Наука 329, 1663–1667,

32. Miraglia, F., Ricci, A., Rota, L. и Colla, E. (2018) Субклетъчна локализация на алфа-синуклеинови агрегати и тяхното взаимодействие с мембраните. Невронна регенерация. Рез. 13, 1136–1144,

33. Carnwath, T., Mohammed, R. и Tsiang, D. (2018) Преките и косвени ефекти на -синуклеин върху стабилността на микротубулите в патогенезата на болестта на Паркинсон. Neuropsychiatr. дис. лечение. 14, 1685–1695,

34. Wersinger, C. и Sidhu, A. (2003) Отслабване на активността на транспортера на допамин от -синуклеин. Neurosci. Lett. 340, 189–192,

35. Lee, FJ, Liu, F., Pristupa, ZB и Niznik, HB (2001) Директното свързване и функционалното свързване на алфа-синуклеин с допаминовите транспортери ускоряват индуцираната от допамин апоптоза. FASEB J. 15, 916–926

36. Ahn, B.-H., Rhim, H., Kim, SY, Sung, Y.-M., Lee, M.-Y., Choi, J.-Y. et al. (2002) алфа-синуклеинът взаимодейства с изоензимите на фосфолипаза D и инхибира индуцираното от перванадат активиране на фосфолипаза D в човешки ембрионални бъбречни клетки-293. J. Biol. Chem. 277, 12334–12342,

37. Gorbatyuk, OS, Li, S., Nguyen, FN, Manfredsson, FP, Kondrikova, G., Sullivan, LF et al. (2010) - Експресията на синуклеин в substantia nigra на плъх потиска токсичността на фосфолипаза D2 и нигралната невродегенерация. Mol. Там. 18, 1758–1768,

38. Ferreira, SA и Romero-Ramos, M. (2018) Отговор на микроглия по време на болестта на Паркинсон: алфа-синуклеинова интервенция. Отпред. клетка. Neurosci. 12, 247,

39. Grozdanov, V. and Danzer, KM (2020) Вътреклетъчен алфа-синуклеин и имунна клетъчна функция. Отпред. Cell Dev. Biol. 8, 562692,

40. Devine, MJ, Ryten, M., Vodicka, P., Thomson, AJ, Burdon, T., Houlden, H. et al. (2011) Индуцирани от болестта на Паркинсон плурипотентни стволови клетки с утрояване на -синуклеиновия локус. Нац. Общ. 2, 440,

41. Ryan, SD, Dolatabadi, N., Chan, SF, Zhang, X., Akhtar, MW, Parker, J. et al. (2013) Изогенен човешки iPSC Модел на Паркинсон показва индуцирана от нитрозативен стрес дисфункция в MEF2-PGC1 транскрипция. Клетка 155, 1351–1364,

42. Барбути, П., Антони, П., Сантос, Б., Масарт, Ф., Круциани, Г., Дординг, К. и др. (2020) Използването на скрининг с високо съдържание за генериране на едноклетъчни генно-коригирани iPS клонове, получени от пациенти, разкрива излишък на алфа-синуклеин с фамилна точкова мутация на болестта на Паркинсон A30P. Клетки 9,

43. Deng, H. и Yuan, L. (2014) Генетични варианти и животински модели при SNCA и болестта на Паркинсон. Стареене Res. Откр. 15, 161–176,

44. Kasten, M. and Klein, C. (2013) Многото лица на алфа-синуклеиновите мутации. пн. Разстройство. 28, 697–701,

45. Singleton, AB, Farrer, M., Johnson, J., Singleton, A., Hague, S., Kachergus, J. et al. (2003) утрояването на алфа-синуклеиновия локус причинява болестта на Паркинсон. Наука 302, 841,

46. ​​Oliveira, LMA, Falomir-Lockhart, LJ, Botelho, MG, Lin, KH, Wales, P., Koch, JC et al. (2015) Повишеният -синуклеин, причинен от утрояване на SNCA ген, уврежда невронната диференциация и съзряване в индуцирани плурипотентни стволови клетки, получени от пациента на Паркинсон. Клетъчна смърт Dis. 6, e1994,

47. Lin, L., G¨oke, J., Cukuroglu, E., Dranias, MR, VanDongen, AMJ и Stanton, LW (2016) Молекулни характеристики, лежащи в основата на невродегенерацията, идентифицирани чрез in vitro моделиране на генетично различни пациенти с болест на Паркинсон. Cell Rep. 15, 2411–2426,

48. Tagliafifierro, L., Zamora, ME и Chiba-Falek, O. (2019) Умножаването на SNCA локуса изостря невронното ядрено стареене. тананикам Mol. Женет. 28, 407–421,

49. Heman-Ackah, SM, Manzano, R., Hoozemans, JJM, Scheper, W., Flynn, R., Hagerty, W. et al. (2017) Алфа-синуклеинът индуцира разгънатия протеинов отговор в неврони, получени от iPSC, получени от SNCA утрояване на болестта на Паркинсон. тананикам Mol. Женет. 26, 4441–4450,

50. Vasquez, V., Mitra, J., Hegde, PM, Pandey, A., Sengupta, S., Mitra, S., et al. (2017) Свързаният с хроматин окислен -синуклеин причинява разкъсвания на вериги в невронални геноми in vitro модели на болестта на Паркинсон. J. Алцхаймер Dis. 60, S133-S150,

51. Brazdis, R.-M., Alecu, JE, Marsch, D., Dahms, A., Simmnacher, K., L¨orentz, S. et al. (2020) Демонстрация на специфична за мозъчната област невронална уязвимост в човешки iPSC базиран модел на фамилна болест на Паркинсон. тананикам Mol. Женет. 29, 1180–1191,

52. Flierl, A., Oliveira, LMA, Falomir-Lockhart, LJ, Mak, SK, Hesley, J., Soldner, F. et al. (2014) По-висока уязвимост и чувствителност към стрес на невронни прекурсорни клетки, носещи утрояване на алфа-синуклеинов ген. PLoS ONE 9, e112413,

53. Ludtmann, MHR, Ангелова, PR, Horrocks, MH, Choi, ML, Rodrigues, M., Баев, AY et al. (2018) -синуклеиновите олигомери взаимодействат с АТФ синтазата и отварят порите за преход на пропускливост при болестта на Паркинсон. Nat Commun. 9, 2293,

54. Deas, E., Cremades, N., Angelova, PR, Ludtmann, MHR, Yao, Z., Chen, S. et al. (2016) Алфа-синуклеиновите олигомери взаимодействат с метални йони, за да предизвикат оксидативен стрес и невронална смърт при болестта на Паркинсон. Антиоксид. Редокс сигнал. 24, 376–391,

55. Byers, B., Cord, B., Nguyen, HN, Schule, B., Fenno, L., Lee, PC et al. (2011) SNCA трипликация DA невроните, получени от iPSC, на пациент с Паркинсон натрупват -синуклеин и са податливи на оксидативен стрес. PLoS ONE 6, e26159,

56. Zygogianni, O., Antoniou, N., Kalomoiri, M., Kouroupi, G., Taoufifik, E. и Matsas, R. (2019) In vivo фенотипизиране на фамилна болест на Паркинсон с човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки: доказателство -на-концепция проучване. Neurochem. Рез. 44, 1475–1493,

57. Conway, KA, Harper, JD и Lansbury, PT (1998) Ускорено образуване на фибрили in vitro от мутантен алфа-синуклеин, свързан с ранна поява на болестта на Паркинсон. Нац. Med. 4, 1318–1320,

58. Khurana, V., Peng, J., Chung, CY, Auluck, PK, Fanning, S., Tardiff, DF et al. (2017) Мрежи в геномен мащаб свързват гените на невродегенеративните заболявания с -синуклеин чрез специфични молекулярни пътища. Cell Syst. 4, 157.e14–170.e14,

59. Dettmer, U., Newman, AJ, Soldner, F., Luth, ES, Kim, NC, von Saucken, VE et al. (2015) Причиняващите Паркинсон синуклеинови миссенс мутации изместват естествените тетрамери към мономери като механизъм за иницииране на заболяването. Нац. Общ. 6, 7314,

60. Zambon, F., Cherubini, M., Fernandes, HJR, Lang, C., Ryan, BJ, Volpato, V. et al. (2019) Клетъчната -синуклеинова патология е свързана с биоенергийна дисфункция в допаминовите неврони, получени от iPSC на Паркинсон. тананикам Mol. Женет. 28, 2001–2013,

61. Cuddy, LK, Wani, WY, Morella, ML, Pitcairn, C., Tsutsumi, K., Fredriksen, K. et al. (2019) Индуцираното от стрес клетъчно изчистване се медиира от протеина SNARE ykt6 и се разрушава от -синуклеин. Неврон 104, 869.e11–884.e11,

62. Kouroupi, G., Taoufifik, E., Vlachos, IS, Tsioras, K., Antoniou, N., Papastefanaki, F. et al. (2017) Дефектна синаптична свързаност и аксонална невропатология в човешки iPSC-базиран модел на фамилна болест на Паркинсон. Proc. Natl. акад. Sci. САЩ 114, E3679–E3688,

63. Stykel, MG, Humphries, K., Kirby, MP, Czaniecki, C., Wang, T., Ryan, T. et al. (2018) Нитрирането на микротубулите блокира аксоналния митохондриален транспорт в човешки плурипотентен модел на стволови клетки на болестта на Паркинсон. FASEB J. 32, 5350–5364,

64. Shaltouki, A., Hsieh, C.-H., Kim, MJ и Wang, X. (2018) Алфа-синуклеинът забавя митофагията и насочването към Miro спасява загубата на неврони в моделите на Паркинсон. Acta Neuropathol. 136, 607–620,

65. Nguyen, HN, Byers, B., Cord, B., Shcheglovitov, A., Byrne, J., Gujar, P. et al. (2011) LRRK2 мутантни iPSC-получени DA неврони демонстрират повишена чувствителност към оксидативен стрес. Клетъчни стволови клетки 8, 267–280,

66. Bieri, G., Brahic, M., Bousset, L., Couthouis, J., Kramer, NJ, Ma, R. et al. (2019) LRRK2 модифицира -syn патологията и разпространението в миши модели и човешки неврони. Acta Neuropathol. 137, 961–980,

67. Kim, H., Park, HJ, Choi, H., Chang, Y., Park, H., Shin, J. et al. (2019) Моделиране на G2019S-LRRK2 спорадична болест на Паркинсон в 3D органоиди на средния мозък. Справка за стволови клетки 12, 518–531,

68. Reinhardt, P., Schmid, B., Burbulla, LF, Schondorf, DC, Wagner, L., Glatza, M. et al. (2013) Генетична корекция на LRRK2 мутация в човешки iPSCs свързва паркинсоновата невродегенерация с ERK-зависимите промени в генната експресия. Клетъчна стволова клетка. 12, 354–367,

69. Schiesling, C., Kieper, N., Seidel, K. и Kr¨uger, R. (2008) Преглед: Фамилна болест на Паркинсон – генетика, клиничен фенотип и невропатология за често срещаната спорадична форма на болестта. невропатология. Приложение Neurobiol. 34, 255–271,

70. Shaltouki, A., Sivapatham, R., Pei, Y., Gerencser, AA, Momˇcilovi´c, O., Rao, MS et al. (2015) Митохондриални промени от PARKIN в допаминергични неврони, използвайки PARK2 специфични за пациента и PARK2 нокаут изогенни iPSC линии. Стволови клетки Rep. 4, 847–859,

71. Imaizumi, Y., Okada, Y., Akamatsu, W., Koike, M., Kuzumaki, N., Hayakawa, H. et al. (2012) Митохондриална дисфункция, свързана с повишен оксидативен стрес и натрупване на -синуклеин в неврони, получени от PARK2 iPSC, и постмортална мозъчна тъкан. Mol. Мозък 5, 35,

72. Chung, KK, Zhang, Y., Lim, KL, Tanaka, Y., Huang, H., Gao, J., et al. (2001) Паркин убиквитинира алфа-синуклеин-взаимодействащия протеин, синфилин-1: последици за образуването на телца на Леви при болестта на Паркинсон. Нац. Med. 7, 1144–1150,

73. Икеда, А., Нишиока, К., Менг, Х., Таканаши, М., Хасегава, И., Иношита, Т. и др. (2019) Мутации в CHCHD2 причиняват -синуклеинова агрегация. тананикам Mol. Женет. 28, 3895–3911,

74. Papapetrou, EP и Sadelain, M. (2011) Генериране на свободни от трансген човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки с изрязан единичен полицистронен вектор. Нац. Protoc. 6, 1251–1273,

75. Narsinh, KH, Jia, F., Robbins, RC, Kay, MA, Longaker, MT и Wu, JC (2011) Генериране на възрастни човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки с помощта на невирусни миникръгови ДНК вектори. Нац. Protoc. 6, 78–88,

76. Kim, K., Zhao, R., Doi, A., Ng, K., Unternaehrer, J., Cahan, P. et al. (2011) Типът донорна клетка може да повлияе на епигенома и потенциала за диференциация на човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки. Нац. Биотехнология. 29, 1117–1119,

77. Nishino, K., Toyoda, M., Yamazaki-Inoue, M., Fukawatase, Y., Chikazawa, E., Sakaguchi, H. et al. (2011) Динамика на ДНК метилиране в човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки с течение на времето. PLoS Genet. 7, e1002085,

78. Yehezkel, S., Rebibo-Sabbah, A., Segev, Y., Zuckerman, M., Shaked, R., Huber, I. et al. (2011) Препрограмиране на теломерни региони по време на генерирането на човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки и последваща диференциация във фибробластоподобни производни. Епигенетика 6, 63–75,

79. Rohani, L., Johnson, AA, Arnold, A. и Stolzing, A. (2014) Сигнатурата на стареенето: отличителен белег на индуцирани плурипотентни стволови клетки? Старееща клетка 13, 2–7,

80. Miller, JD, Ganat, YM, Kishinevsky, S., Bowman, RL, Liu, B., Tu, EY et al. (2013) Човешко iPSC-базирано моделиране на заболяване с късно начало чрез стареене, предизвикано от прогерин. Клетъчни стволови клетки 13, 691–705,

81. Vera, E., Bosco, N. и Studer, L. (2016) Генериране на модели на заболявания, базирани на човешки iPSC, чрез индуциране на свързани с възрастта фенотипове на невроните чрез манипулиране на теломераза. Cell Rep. 17, 1184–1192,

82. S´anchez-Dan´es, A., Richaud-Patin, Y., Carballo-Carbajal, I., Jim´enez-Delgado, S., Craig, C., Mora, S., et al. (2012) Специфични за заболяването фенотипове в допаминови неврони от човешки iPS-базирани модели на генетична и спорадична болест на Паркинсон. EMBO Mol. Med. 4, 380–395,

83. Safari, F., Hatam, G., Behbahani, AB, Rezaei, V., Barekati-Mowahed, M., Petramfar, P. et al. (2020) Система CRISPR: инструментариум с висока производителност за изследване и лечение на болестта на Паркинсон. клетка. Mol. Neurobiol. 40, 477–493, h

84. Guhathakurta, S., Kim, J., Adams, L., Basu, S., Song, MK, Adler, E. et al. (2021) Целенасоченото отслабване на повишени хистонови белези при SNCA облекчава -синуклеина при болестта на Паркинсон. EMBO Mol. Med. 13, e12188,

Джара М. Баена-Монтес1, Сахар Авазадех1 и Лео Р. Куинлан1,2

1. Медицинско училище по физиология, Национален университет на Ирландия Galway, Galway, Ирландия;

2. C´URAM SFI Център за изследване на медицински изделия, Национален университет на Ирландия Голуей, Голуей, Ирландия