帕金森病(Parkinsons disease，PD)是继阿尔兹海默症之后的第二大神经退行性疾病。随着人类寿命的延长，帕金森病的流行性和发生率逐渐增加，因此亟需对帕金森病发病机理进行深入研究从而获得有效的预防干涉方法。然而，传统研究帕金森病的体内外模型存在诸多问题，限制了相关领域发展。诱导多能干细胞(induced Pluripotent Stem Cells，iPSCs)技术的发明为克服这一困难提供了方法。iPSCs如同胚胎干细胞一样，可以分化成多个谱系的细胞类型，既解决了免疫排斥问题，又缓解了细胞来源缺乏的问题。高效的体外神经细胞分化方法的建立和精准的基因修饰技术的发展进一步推进了利用诱导多能干细胞对帕金森病的研究。这些技术伴随着人类遗传学上的进展，将会为最终治疗帕金森病带来希望。　　综上所述，建立诱导多能干细胞进行帕金森病致病机理的研究具有理论上的迫切性和技术上的可行性，因此本论文结合理论需求与技术创新，进行了以下工作:　　1.通过两种策略构建了具有相同遗传背景的帕金森病iPSCs细胞系:(1)采用锌指核酸酶ZFN(Zinc-finger nucleases)和TALEN(transcription activator-likeeffector nucleases)技术在正常人的iPSCs细胞系中分别敲除了三个帕金森病相关的基因PINK1、PARK2、PARK7，从而获得具有相同遗传背景的基因敲除细胞系;(2)获得分别携带PINK1、PARK2和PARK7基因突变的病人的iPSCs，采用TALEN技术对突变位点进行修复，获得具有相同遗传背景的病人突变与修复细胞系。病人来源的细胞系以及人工构建的细胞系相互补充，可以更加合理的研究帕金森病的致病机理。　　2.在体外实现了将iPSCs定向分化为皮层神经元和多巴胺能神经元，发现其分化能力良好，在基因表达和功能上具有神经元的基本属性，表明神经元的早期发育过程没有受到影响。　　3.采用不同的药物刺激皮层神经元和多巴胺能神经元，发现帕金森病相关基因敲除的细胞系分化获得的神经元对线粒体和蛋白酶体抑制剂以及活性氧等药物的敏感性较高;多巴胺能神经元除对上述药物表现出敏感性之外，对Ca2+-ATP抑制剂也表现出一定的敏感性。　　4.为了进一步了解神经元对药物产生敏感性的分子机理，采用了RNA-seq技术分析药物处理前后基因表达谱的变化，发现基因敲除后影响诸多信号通路基因的表达。　　5.建立了基于384孔板的细胞毒性实验检测，并进行了药物筛选的初步探索，为发现治疗和缓解帕金森病的潜在性药物奠定了坚实的基础。　　本论文首次在具有相同遗传背景的细胞模型中，系统地研究了与帕金森病相关的三个基因的潜在功能及可能的相关性。这种相同遗传背景的细胞系既为研究疾病致病机理提供基础研究模型，又为疾病的预防和治疗提供良好的研究工具和测试平台，为最终治疗帕金森病带来了希望。