# Comparative genomic approaches to improve iPSC-derived motor neuron models of ALS

> **NIH NIH R00** · CEDARS-SINAI MEDICAL CENTER · 2020 · $249,000

## Abstract

Project Summary 
  
Disease modeling with patient-­derived induced pluripotent stem cells (iPSCs) enables researchers to observe 
the embryonic development, maturation, and aging of any cell type from the patient’s body in a laboratory petri 
dish. This novel and powerful technology therefore enables researchers to closely observe the development of 
age-­related, late onset diseases that affect specific cells in the patient by replaying the molecular events that 
occur inside the cells prior to and during the disease. With this knowledge in hand, researchers can then 
design therapies based on the molecular dysfunctions implicated in causing the disease. A highly active area 
of disease modeling research using iPSC technology is in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), a devastating 
neurodegenerative disorder characterized by the death of motor neurons, typically occurring in late adulthood, 
for which there is no cure and patients face an average of three years of life remaining. However, a major 
challenge currently facing this field is that the motor neurons grown from iPSCs in the petri dish are molecularly 
more similar to immature embryonic cells rather than to mature and aged adult cells. Since ALS causes the 
death of adult rather than embryonic motor neurons, a necessary goal is to generate mature and aged motor 
neurons to study in the dish. By integrating comparative genomic, transcriptomic, and proteomic approaches 
proposed in this application, we aim to identify the molecular roadblocks regulating the path to the mature 
motor neuron state. First, we will employ a comparative medicine approach between mouse and human cells 
to find common and distinct genes and expression networks regulating motor neuron development, maturation, 
aging, and ALS-­induced degeneration. This comparison serves to capture essential maturation and aging 
pathways in the mouse that can hypothetically be enacted and accelerated in human cells. Second, we will 
employ a single cell RNA-­sequencing and proteomic approach to deeply and sensitively detect populations of 
mature motor neurons vulnerable to ALS. Lastly, we will integrate our data to predict and experimentally 
validate regulatory factors controlling key gene expression networks in iPSC-­derived motor neurons. By 
understanding the cellular systems controlling the maturation and aging processes, we can then develop 
strategies to accelerate motor neuron maturation and aging in the dish, and thereby faithfully reproduce the 
late onset molecular events leading to the degeneration of motor neurons in ALS.

## Key facts

- **NIH application ID:** 10191730
- **Project number:** 4R00AG056678-03
- **Recipient organization:** CEDARS-SINAI MEDICAL CENTER
- **Principal Investigator:** Ritchie Ho
- **Activity code:** R00 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $249,000
- **Award type:** 4N
- **Project period:** 2017-09-01 → 2023-05-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10191730

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10191730, Comparative genomic approaches to improve iPSC-derived motor neuron models of ALS (4R00AG056678-03). Retrieved via AI Analytics 2026-05-24 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10191730. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*