从患者材料到可测量的疾病变化
Nature Reviews Drug Discovery 于 2016 年发表 Induced pluripotent stem cell technology: a decade of progress，回顾 iPSC 技术出现后 10 年的应用。文章同时讨论疾病模型、药物发现与细胞治疗，其中药物研究的主线是将患者背景转化为能够重复测量的细胞表型。
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）可由患者材料建立，并形成疾病相关细胞。神经元和心肌细胞难以从患者持续获得，这种可扩增材料使相应细胞的功能、损伤及干预反应更容易比较。
早期单基因疾病模型呈现较明确的变化，例如脊髓性肌萎缩相关运动神经元存活与蛋白表达异常。晚发和散发疾病则面临更多遗传、环境及年龄因素。
表型筛选与靶点筛选中的细胞选择
综述介绍表型筛选和靶点筛选的不同用途。前者观察疾病相关功能是否改善，后者围绕已知目标开展检测；iPSC 模型既可以提供初筛材料，也可以在其他系统筛选后，验证候选药物是否作用于患者相关细胞。
一个家族性自主神经功能障碍案例筛选了 6,912 种化合物，关注疾病相关神经前体中的异常剪接。获得的候选物 SKF-86466 在目标细胞中改善该指标，却没有在所比较的 iPSC、成纤维细胞及淋巴细胞中呈现同样作用。
在散发性肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）模型中，研究者以运动神经元的 TDP-43 聚集为指标，筛选能够减少聚集的化合物。另一项研究在阿尔茨海默病患者来源神经元的培养液中发现细胞外 tau 蛋白，并观察到它可引起神经元过度兴奋、增加淀粉样蛋白 β 的产生，随后围绕这一靶点开发治疗性抗体。
候选药物验证与既有药物的新用途研究
综述中的脊髓性肌萎缩案例先在细胞系中筛选，再使用患者成纤维细胞和 iPSC 衍生运动神经元验证，随后观察动物体内作用。在这一研究过程中，iPSC 用于验证患者来源细胞中的疾病相关药物作用。
药物再定位则检验既有药物是否可能用于另一种疾病。软骨发育不全模型中，FGFR3 相关患者材料形成软骨的能力异常，筛选发现部分他汀类药物改善相关表型，并在动物模型中进一步研究。
另一项案例关注抗癫痫药依佐加滨对 ALS 运动神经元过度兴奋的作用。综述报告，来自不同 ALS 相关遗传背景的材料均有响应，并在当时进入临床研究；这个共同功能变化为跨患者比较提供了依据。
作者还提出，可以依据细胞表型重新理解临床上不同的疾病。相似的功能异常可能提示共同干预方向，作者提出结合患者临床资料和细胞表型，进一步寻找可能响应同类药物的人群。
心脏与肝脏毒性检测
药物安全性方面，文章关注心脏和肝脏。心肌细胞包含多种参与电活动的成分，其多电极阵列检测可补充单一通道信息；作者将这类工作与计算模型共同用于研究促心律失常风险。
综述介绍的人多能干细胞衍生肝细胞可表达 CYP3A4、摄取吲哚菁绿，并对已知肝毒性药物产生响应。作者还讨论了三维肝芽模型用于药物筛选的潜力。
对照、成熟度与三维模型的评价条件
同一供者的不同克隆也可能具有不同分化效率。健康、患者及遗传背景相近的校正材料有助于比较；散发疾病尤其需要处理多种小效应因素的影响。
iPSC 衍生细胞常保留较早发育阶段的特点。作者分别讨论细胞成熟与老化对晚发疾病研究的影响：人为引起的老化特征可能发生在尚未成熟的细胞中，两种状态需要分别评价。直接从体细胞转化得到的神经元可保留部分年龄特征，但其细胞供应和扩增能力又限制了大规模筛选。
神经元与星形胶质细胞共培养增加了细胞间作用信息，三维类器官则增加空间组织及发育过程。与此同时，材料一致性、供养和成熟度仍是当时的限制。
筛选所需材料还受到分化周期影响。综述指出，疾病相关细胞的制备通常需要数周，期间的质量变化可能影响结果；提高成熟度、纯度和批次稳定性，是缩短研究周期时需要同时解决的问题。