루게릭병은 운동 신경세포가 점진적으로 사멸하는 신경 퇴행성질환이다. 루게릭병 환자의 90% 이상이 운동 신경세포의 세포질에 비정상적인 TDP 43단백질의 응집체를 보이며, 최근 TDP 43 응집체를 제거할 수 있는 치료 후보 물질 대해 많은 연구가 이루어지고 있다. 기존에는 ...
루게릭병은 운동 신경세포가 점진적으로 사멸하는 신경 퇴행성질환이다. 루게릭병 환자의 90% 이상이 운동 신경세포의 세포질에 비정상적인 TDP 43단백질의 응집체를 보이며, 최근 TDP 43 응집체를 제거할 수 있는 치료 후보 물질 대해 많은 연구가 이루어지고 있다. 기존에는 동물 모델을 사용하여 치료 후보 물질을 선정하였지만, 사람에서 적용하였을 때 전혀 효과가 없는 경우가 많아 환자 유래 유도만능줄기세포를(iPSC)를 이용하여 운동 신경세포로 분화하는 방법을 통해 많이 연구가 이루어지고 있다. 그러나 iPSC를 운동 신경세포로 분화하는 방법에 대해서는 많이 알려져 있지만, 루게릭병 환자의 iPSC를 통해 운동 신경세포로 분화하여 비정상적인 TDP 43응집체를 나타내는 방법에 대해서는 아직까지 확립되지 않았다. 본 연구에서는 루게릭병 환자의 iPSC를 통해 신경 퇴행성 표현형을 시간 의존적으로 유도하는 방법을 확립하고자 하였다. 대조군과 루게릭병 환자의 피부세포로 부터 iPSC를 제작하였고, 기존의 운동 신경세포 분화 방법을 변형하였다. 흥미롭게도 운동 신경세포로 분화하는 데 있어 세포외기질 (extra cell matrix)이 분화 효율에 가장 많은 영향을 미쳤으며, 정상인과 루게릭병 환자 사이에 운동 신경세포 발달 과정에서 차이가 없었다. 분화된 운동 신경세포를 5주 동안 배양하여 스트레스 조건 없이 비정상적인 TDP 43을 유도할 수 있었으며, 나아가 기존 연구에서는 확인하지 못하였던 immunocytochemistry를 통해 TDP 43 응집체를 시각화 할 수 있었다. 본 연구를 통해 루게릭병 환자의 표현형을 나타내는 환자 특이적 운동 신경세포 모델을 확립하였고, 이를 통해 비정상적인 TDP 43응집체의 병리학적 기작 연구, TDP 43 응집체 제거 치료 후보물질 평가 등을 할 수 있는 모델로 기여할 수 있을 것이다.
루게릭병은 운동 신경세포가 점진적으로 사멸하는 신경 퇴행성질환이다. 루게릭병 환자의 90% 이상이 운동 신경세포의 세포질에 비정상적인 TDP 43단백질의 응집체를 보이며, 최근 TDP 43 응집체를 제거할 수 있는 치료 후보 물질 대해 많은 연구가 이루어지고 있다. 기존에는 동물 모델을 사용하여 치료 후보 물질을 선정하였지만, 사람에서 적용하였을 때 전혀 효과가 없는 경우가 많아 환자 유래 유도만능줄기세포를(iPSC)를 이용하여 운동 신경세포로 분화하는 방법을 통해 많이 연구가 이루어지고 있다. 그러나 iPSC를 운동 신경세포로 분화하는 방법에 대해서는 많이 알려져 있지만, 루게릭병 환자의 iPSC를 통해 운동 신경세포로 분화하여 비정상적인 TDP 43응집체를 나타내는 방법에 대해서는 아직까지 확립되지 않았다. 본 연구에서는 루게릭병 환자의 iPSC를 통해 신경 퇴행성 표현형을 시간 의존적으로 유도하는 방법을 확립하고자 하였다. 대조군과 루게릭병 환자의 피부세포로 부터 iPSC를 제작하였고, 기존의 운동 신경세포 분화 방법을 변형하였다. 흥미롭게도 운동 신경세포로 분화하는 데 있어 세포외기질 (extra cell matrix)이 분화 효율에 가장 많은 영향을 미쳤으며, 정상인과 루게릭병 환자 사이에 운동 신경세포 발달 과정에서 차이가 없었다. 분화된 운동 신경세포를 5주 동안 배양하여 스트레스 조건 없이 비정상적인 TDP 43을 유도할 수 있었으며, 나아가 기존 연구에서는 확인하지 못하였던 immunocytochemistry를 통해 TDP 43 응집체를 시각화 할 수 있었다. 본 연구를 통해 루게릭병 환자의 표현형을 나타내는 환자 특이적 운동 신경세포 모델을 확립하였고, 이를 통해 비정상적인 TDP 43응집체의 병리학적 기작 연구, TDP 43 응집체 제거 치료 후보물질 평가 등을 할 수 있는 모델로 기여할 수 있을 것이다.
Lou Gehrig's disease is a neurodegenerative disease in which motor neurons gradually decrease. More than 90% of patients with Lou Gehrig's disease show abnormal TDP 43 protein aggregates in the cytoplasm of motor neurons, and many studies have been conducted on the treatment candidate materials to r...
Lou Gehrig's disease is a neurodegenerative disease in which motor neurons gradually decrease. More than 90% of patients with Lou Gehrig's disease show abnormal TDP 43 protein aggregates in the cytoplasm of motor neurons, and many studies have been conducted on the treatment candidate materials to remove TDP 43 aggregates. In the past, animal models were used to evaluate the therapeutic candidates, but there are many cases where they are not effective at all when applied in humans. Therefore, many studies have been conducted by differentiating induced patients-derived pluripotent stem cells into motor neurons. However, much is known about how to differentiate iPSC into motor neurons, but how to represent abnormal TDP 43 aggregation by differentiating into motor neurons through iPSC of patients with Lou Gehrig's disease has yet to be established. In this study, we aimed to establish a time-dependent method for neurodegenerative phenotypes through iPSC in patients with Lou Gehrig's disease. IPSC was generated from fibroblast of normal and Lou Gehrig's disease patients. Interestingly, extracellular matrix had the most effect on differentiation efficiency in motor neurons, and there was no difference in motor neuronal development between normal and Lou Gehrig's patients. The differentiated motor neurons were cultured for 5 weeks to induce abnormal TDP 43 without stress conditions. The TDP 43 aggregate was visualized through immunocytochemistry, which was not confirmed in previous studies. Through this study, we have established a patient-specific motor neuron model that represents the phenotype of patients with Lou Gehrig's disease, and it will contribute to the pathological mechanism of abnormal TDP 43 aggregates and the evaluation of candidate candidates for TDP 43 aggregate removal treatment.
Lou Gehrig's disease is a neurodegenerative disease in which motor neurons gradually decrease. More than 90% of patients with Lou Gehrig's disease show abnormal TDP 43 protein aggregates in the cytoplasm of motor neurons, and many studies have been conducted on the treatment candidate materials to remove TDP 43 aggregates. In the past, animal models were used to evaluate the therapeutic candidates, but there are many cases where they are not effective at all when applied in humans. Therefore, many studies have been conducted by differentiating induced patients-derived pluripotent stem cells into motor neurons. However, much is known about how to differentiate iPSC into motor neurons, but how to represent abnormal TDP 43 aggregation by differentiating into motor neurons through iPSC of patients with Lou Gehrig's disease has yet to be established. In this study, we aimed to establish a time-dependent method for neurodegenerative phenotypes through iPSC in patients with Lou Gehrig's disease. IPSC was generated from fibroblast of normal and Lou Gehrig's disease patients. Interestingly, extracellular matrix had the most effect on differentiation efficiency in motor neurons, and there was no difference in motor neuronal development between normal and Lou Gehrig's patients. The differentiated motor neurons were cultured for 5 weeks to induce abnormal TDP 43 without stress conditions. The TDP 43 aggregate was visualized through immunocytochemistry, which was not confirmed in previous studies. Through this study, we have established a patient-specific motor neuron model that represents the phenotype of patients with Lou Gehrig's disease, and it will contribute to the pathological mechanism of abnormal TDP 43 aggregates and the evaluation of candidate candidates for TDP 43 aggregate removal treatment.
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