Menneskelige pluripotente stamceller (hPSCs) gi en plattform for å etterligne normal differensiering i en skalerbar mote for sykdom modellering, narkotika screening, og celle erstatning terapi ^1-6. Av spesiell interesse, hPSCs åpne opp muligheter for å studere vanskelig å isolere eller sjeldne / forbigående celletyper hvor pasientprøver er knappe. Videre induserte pluripotente stamceller (iPSCs) gjør forskerne å studere utvikling og sykdom modellering i en pasient bestemt måte å løse unike mekanismer ^1,2,7-11. Den tidligere utgitt protokoll for differensiering av melanocytter fra hPSCs krever opp til 6 uker med differensiering og innebærer dyrking celler med kondisjonert medium fra L-Wnt3a celler ^12. Protokollen først presentert av Mica et al. Og beskrevet her produserer pigmenterte celler i tre uker, og fjerner tvetydighet og uoverensstemmelser i forbindelse med kondisjonert medium.

melanocytter are avledet fra neural crest, en vandrende populasjon av celler som er unike for virveldyr. Neural crest er definert under gastrulation og representerer en populasjon av celler ved kanten av det nevrale plate, som grenser mellom det neurale og ikke-nevrale ektoderm. Under neurulation, utvikler den nervevev fra et neural-plate for å danne nevrale folder, som konvergerer ved dorsal midtlinjen som resulterer i det nevrale rør ^13,14.

Neural crest cellene skilles ut fra taket plate av nevralrøret, på motsatt side av ryggstreng, og gjennomgår en epitelial til mesenchymale overgang før den vandrer bort for å gi opphav til en mangfoldig befolkning av differensierte celler. Skjebnen av toppen celler er definert delvis av den anatomiske plassering av taket platen langs kroppens akse for embryoet. Neural crest celle derivater omfatter linjer karakteristisk for både mesoderm (glatte muskelceller, osteoblaster, adipocytter, chondrocytes) og ektoderm celler (melanocytter, Schwann calen, nevroner) ^14. Nevrale kløft stamceller oppregulere transkripsjonsfaktor SOX10 og kan isoleres ved fluorescens-aktivert cellesortering med antistoffer mot p75 og HNK1.

Neural crest cellene skjebnebestemt til å bli melanocytter passere gjennom en melanoblast scenen og oppregulere KIT og MITF (mikroftalmi-assosiert transkripsjonsfaktor) ^6,21 MITF er en mester regulator av melanocyte utvikling og er en transkripsjonsfaktor ansvarlig for å kontrollere mye av melanocytter utvikling ^{22- 24.} Menneske melanoblasts migrere til basal laget av epidermis hvor de bor enten i håret kul eller omgitt av keratinocytter i epidermis (forming pigmentering enheter) å tjene som forløpere for de modne, pigmenterte melanocytter. Differensiering og modning av melanoblasts inn i pigmenterte melanocytter opptrer samtidig med kolonisering av hår pære og ekspresjon av melaninproduksjonen pathway (TYRP1, TYR, og OCA2PMEL) ^25,26.

Isolere menneskelige melanocytter og melanoblasts fra pasienter er dyrt, vanskelig og begrensende i kvantitet. Denne protokollen gjør det mulig for forskere å skille hPSCs (indusert eller embryonale) i melanocytter eller melanocyte forløpere i en veldefinert, rask, reproduserbar, skalerbar og billig metode uten cellesortering. Protokollen ble brukt tidligere for å identifisere sykdomsspesifikke feil når differensiere iPSCs fra pasienter med pigmentforstyrrelser.