李干博士希望找到可以帮助阿尔茨海默氏病患者的治疗方法。像大多数研究人员一样，她遇到了一些主要障碍。

当像Gan这样的研究人员发现潜在的新药时，必须在人体细胞上对其进行测试，以确认它们可以使患者受益。从历史上看，这些测试是在癌细胞中进行的，而癌细胞通常与人脑细胞的生物学不匹配。

Gladstone Institutes的高级研究员Gan解释说：“问题在于，来自实际人的脑细胞无法在培养皿中存活，因此我们需要在实验室中对人体细胞进行改造。”“但是，这并不像听起来那么简单。”

许多科学家使用诱导多能干细胞(iPSC)来解决此问题。IPSC是通过将皮肤细胞重新编程为干细胞而制成的，然后可以将其转化为体内的任何类型的细胞。Gan使用iPSC产生脑细胞，例如神经元或神经胶质细胞，因为它们与神经退行性疾病有关。

源自iPSC的人脑细胞具有巨大的药物筛选潜力。然而，生产它们的过程可能是复杂的，昂贵的并且高度可变的。当前许多方法产生的细胞异质或彼此不同，这可能导致药物筛选结果不一致。此外，产生大量细胞非常昂贵，因此很难扩大规模以进行大型实验。

为了克服这些限制，医学博士Michael Ward提出了一个想法。

一种新技术诞生了

“我遇到了斯坦福大学开发的一种生产iPSC的新方法，” Gard实验室的前博士后学者Ward说，他现在是国立卫生研究院的研究员。“我认为，如果我们找到一种简化和更好地控制该方法的方法，我们也许可以改善在实验室中对人脑细胞进行工程改造的方式。”

Ward和他的同事Chao Wang博士发现了一种操纵方法。细胞的遗传组成，可从单个iPSC产生数千个神经元。这意味着每个工程化的脑细胞现在都是相同的。

“我对最初的研究结果感到非常有动力，”同时也是加州大学旧金山分校神经病学教授的甘说。“使用传统方法，我观察到太多的可变性，这使得复制实验非常成问题。因此，产生均质人脑细胞的能力非常令人兴奋。”

该团队进一步改进了该技术，以创建简化的两步过程。这使科学家可以精确地控制它们产生多少个脑细胞，并使从一个实验到下一个实验的结果复制变得更加容易。

他们的技术还大大加快了这一过程。虽然通常需要几个月的时间才能生产出脑细胞，但Gan和她的团队现在可以在1到2周内改造大量的脑细胞，并在1个月内拥有功能活跃的神经元。

研究人员意识到，这种新方法具有筛选药物和研究疾病机制的巨大潜力。为了证明这一点，他们在自己的研究中对其进行了测试。

他们通过使用iPSC将他们的技术应用于生产人类神经元。然后，他们开发了一个药物发现平台并筛选了1,280种化合物。他们的目标是确定可以降低大脑中tau蛋白含量的化合物，这被认为是阿尔茨海默氏症研究中最有希望的方法之一，并且可能会导致治疗这种疾病的新药物。

Gladstone博士后学者Wang说：“我们证明了我们可以工程化大量相同的人类脑细胞，同时还可以显着降低成本。”“这意味着我们的技术可以轻松扩大规模，并且基本上可以用于筛选数百万种化合物。”