基于人诱导性多能干细胞建立发育毒性试验方法的研究

现有的评价发育毒性的体外替代模型均有局限，无法解决准确预测的难点问题。人诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPS cell）是诱导人体细胞重编程获得的具有类似胚胎干细胞所有特性的人类细胞系，但目前国内外尚未见利用人iPS细胞建立发育毒性试验方法的报道。本研究首次在人iPS细胞培养和优化的定向诱导分化为心肌细胞的体系中检测青霉素G、苯妥英钠、糖精、丙戊酸、全反式维甲酸和5-氟尿嘧啶等六种已具有明确体内胚胎发育毒性实验数据的受试物的细胞毒性和体外抑制分化能力，采用收缩终点法、多分子特征终点法和FACS终点法研究胚胎毒性，分析评价获得受试物发育毒性等级，通过比较三种终点法确立特异性的预测终点，预期建立起科学有效的筛选和评价发育毒性的人iPS细胞体外替代模型，可提高预测的准确性、促进了解各种化合物发育毒性和致畸致癌机制，具有重要的科学意义和应用价值。

本研究旨在首次在人iPS细胞培养和优化的定向诱导分化为心肌细胞体系中检测青霉素G、苯妥英钠、糖精、丙戊酸、羟基脲和5-氟尿嘧啶等六种已具有明确体内胚胎发育毒性实验数据的受试物的细胞毒性和体外抑制分化能力，采用收缩终点法、多分子特征终点法和FACS终点法研究，综合分析评价受试物发育毒性，通过比较三种终点法确立特异性的预测终点，建立起科学有效的筛选和评价发育毒性的人iPS细胞体外替代模型，可提高预测的准确性、促进了解各种化合物发育毒性和致畸致癌机制，具有重大的应用价值和科学意义。本项目目前已完成六种受试物的细胞毒性分析, 获得相对应的产生50％细胞毒性的每种受试物浓度，该部分结果是评价发育毒性的关键和基础数据；初步建立人iPS细胞分化培养体系，运用了几种不同分化培养基来诱导人iPS细胞分化心肌细胞，但效果不理想, 制约了在人iPS细胞定向诱导分化为心肌细胞的优化体系中受试物的胚胎毒性研究开展，未进行发育毒性的评价。