Rapid single-step induction of functional neurons from human pluripotent stem cells.
Rapid single-step induction of functional neurons from human pluripotent stem cells.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2013.05.029
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发表时间：
2013-06-05
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Südhof TC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Y;Pak C;Han Y;Ahlenius H;Zhang Z;Chanda S;Marro S;Patzke C;Acuna C;Covy J;Xu W;Yang N;Danko T;Chen L;Wernig M;Südhof TC
用于将人胚胎（ES）和诱导多能干（iPS）细胞分化成神经元的可用方法通常是繁琐、缓慢和可变的。或者，人成纤维细胞可以直接转化为诱导的神经元（iN）细胞。然而，利用目前的技术，转换是低效的，突触形成是有限的，并且只能生成少量的神经元。在这里，我们表明，人ES和iPS细胞可以转化为功能性iN细胞，在不到两周的时间内，通过强制表达的单一转录因子，几乎100%的产量和纯度。所得到的ES-iN或iPS-iN细胞表现出独立于来源细胞系的定量可再现性质，形成成熟的突触前和突触后特化，并且当移植到小鼠脑中时整合到现有的突触网络中。如所选择的例子所示，我们的方法能够对人类神经元进行大规模研究，以解决诸如人类疾病分析、人类特异性基因检查和药物筛选等问题。
Available methods for differentiating human embryonic (ES) and induced pluripotent stem (iPS) cells into neurons are often cumbersome, slow and variable. Alternatively, human fibroblasts can be directly converted into induced neuronal (iN) cells. However, with present techniques conversion is inefficient, synapse formation is limited, and only small amounts of neurons can be generated. Here, we show that human ES and iPS cells can be converted into functional iN cells with nearly 100% yield and purity in less than two weeks by forced expression of a single transcription factor. The resulting ES-iN or iPS-iN cells exhibit quantitatively reproducible properties independent of the cell line of origin, form mature pre- and postsynaptic specializations, and integrate into existing synaptic networks when transplanted into mouse brain. As illustrated by selected examples, our approach enables large-scale studies of human neurons for questions such as analyses of human diseases, examination of human-specific genes, and drug screening.
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通讯作者：
Studer, Lorenz