利用iPSC誘導轉分化技術對阿爾茨海默病（AD）等人類神經退行性疾病進行建模已取得諸多進展。然而，iPSC誘導技術因“重置“抹去了衰老特征/表觀遺傳，存在一定局限性。目前對應的解決方案是利用直接轉分化技術將成纖維細胞直接轉化為神經元。
2023年3月27日，斯坦福大學 Judith Frydman教授團隊發表文章表明，AD患者來源成纖維細胞直接轉分化獲得的神經元（tNeurons，transdifferentiated Neurons; 另稱直接轉分化神經元，即induced Neurons, iNs）保留了患病人腦細胞和模型小鼠腦細胞中溶酶體和自噬缺陷特征。5月25日，華盛頓大學醫學院的Andrew Yoo教授團隊發表的文章表明，AD患者來源的直接轉分化神經元中出現tau病理變化和神經元死亡現象。這些結果表明，直接轉分化獲得的神經元是神經退行性疾病可靠的有病齡病理特征的模型。
紐約大學奧蘭治堡分校的Ralph Nixon和Ju-Hyun Lee教授表示，“tNeurons模型在技術上取得了寶貴的進步，是目前AD和其它晚發型神經退行性疾病研究最理想的體外模型。”
iPSC來源的神經元因重置而失去其老化的表觀遺傳。為此，斯坦福大學Marius Wernig教授團隊開發了將皮膚成纖維細胞直接轉分化為神經元的方法，被稱為iNs。研究發現，iNs保留了老化的特征，但由于較高的技術難度，直接轉分化的神經元沒有得到廣泛的應用。
家族型AD突變患者的成纖維細胞轉分化的神經元(綠色，左下角)比年齡匹配的對照組轉分化神經元(上圖)產生更多的Aβ沉積(紅色)，且更容易死亡(綠色，TUNEL染色，右下角)。藍色為核染。
最近，Frydman教授團隊發表文章表示，用Wernig教授的方法將成年人皮膚成纖維細胞直接轉分化從而獲得混合神經元，并分析直接轉分化獲得神經元年齡、病理特征等相關變化。他們比較了四組供體獲得的神經元，包括健康年輕人(平均27歲)、健康老年人(71歲)、中年早老素1突變攜帶者(41歲)和散發型AD患者(68歲)。
與年輕供體來源的tNeurons相比，健康老年供體來源的tNeurons產生更多的Aβ40、Aβ42、p-tau和磷酸化TPD-43，表明老化本身增加了病理蛋白的表達，而細胞中上調或下調基因與內體-溶酶體的功能和修復、蛋白折疊和炎癥均相關，例如，與年輕tNeurons相比較，老化tNeurons內蛋白酶體和自噬受抑制，導致蛋白更容易聚集。
另一方面，與健康的老年供體來源的tNeurons相比，散發型或家族型AD患者來源tNeurons的表型受損更嚴重，尤其是溶酶體通路。AD患者來源tNeurons溶酶體體積大了50%，泄漏更多，且酸化程度較低，蛋白質消化能力差，在溶酶體內和周圍形成了Aβ聚集體。在使用溶酶體 ATP 酶激活劑 C381 增強酸化，Aβ 沉積物減少了三分之一到二分之一，tNeurons存活率得到改善。C-381處理的tNeurons釋放較少的促炎細胞因子，如IL-6和干擾素-γ。
相比而言，iPSC誘導的散發型AD神經元沒有體現tNeurons中與疾病和衰老相關的蛋白穩態和溶酶體穩態的強烈變化。Ralph Nixon和Ju-Hyun Lee教授指出，來自tNeurons數據概括了他們在AD小鼠模型和AD大腦中觀察到的一些溶酶體問題。Selina Wray、Charlie Arber和Rebecca Gabriele教授指出：iPSC誘導神經元，其“生物鐘”被重置為“0”狀態，其高活力蛋白酶穩態使得病理性蛋白不易聚集，并能影響細胞/細胞器長期生存能力。
成人成纖維細胞(左)使用microRNA重編程技術，在標準的培養皿中培養，然后轉到薄凝膠(右)，形成一個讓人聯想到大腦結構的三維結構。
Andrew Yoo和他的同事從4名常染色體顯型AD患者、6名散發型AD患者和16名年齡匹配的對照組捐贈的成纖維細胞中獲得直接轉分化神經元。首先，他們使用microRNA介導轉分化獲得神經元，然后在三維Matrigel中培養神經元(上圖)。AD患者來源的神經細胞積累的胞外Aβ是健康對照組的三倍，tau成對螺旋纖維細絲的數量是健康對照組的兩倍。AD患者來源的神經細胞還出現營養不良的神經突起，死亡率是對照組的2倍。
散發型AD來源的神經細胞也同樣受損。在沉積物形成之前，用β-和γ-分泌酶抑制劑抑制Aβ的產生，可以將這些散發型AD神經細胞中Aβ的聚集減少90%，細胞死亡率減少50%。相比之下，在聚集體形成后再使用抑制劑幾乎沒有任何作用。
以上結果證明：患者直接轉分化獲得的神經元可以復制AD等疾病的關鍵病理特征，這有利于個性化醫藥的發展。研究人員一致認為，直接轉分化獲得神經元（iNs, tNeurons）應該得到更多的研究,且應該探索如何利用直接轉分化獲得更多種類的亞型神經細胞。
易賽騰生物科技有限公司基于直接轉分化這項變革性的技術，致力于神經退行性疾病的藥物開發及相關產品及服務的開發。公司目前已商業化生產及銷售7種神經退行性疾病關聯人源病齡亞型神經細胞，并建立了8種相關神經退行性疾病的篩藥平臺及研究平臺。公司核心技術保障了從亞型細胞種類及純度、篩藥平臺的先進性及準確性均處于世界領跑地位。公司將繼續在研發上發力且深挖，不斷鞏固在人源病齡病理神經細胞商業化制備、神經退行性疾病藥物研發方面的領跑地位。
