皮膚細胞可直接轉變為功能性神經元
日期：2011-06-02 08:27:34
| 有助于神經元研究和相關疾病的治療 |
據英國《自然》雜志網站5月26日報道，美國斯坦福大學醫學院的科學家表示，只需要朝人類的皮膚細胞中添加四種蛋白質，在4至5周內，就能直接變成功能性神經元。最新技術不再需要首先制造出誘導多功能干細胞，使科學家更容易在實驗室培養皿中制造出用于研究的神經元，或許未來還可應用于人類疾病的治療。
斯坦福大學醫學院助理教授、干細胞生物和再生醫學研究所研究員馬里厄斯·韋尼領導的研究團隊，去年曾成功地將實驗室老鼠身上的皮膚細胞直接變成神經元，之后一直試圖將同樣的技術應用于人類細胞。他們首先證明，通過注入一個病毒能將人類的胚胎干細胞轉變為神經元，該病毒能表達Brn2、Ascl1、Myt1l三種轉錄因子集合而成的蛋白質組合，他們將這種方法簡稱為“BAM”。BAM法很容易在6天內將胚胎干細胞轉化為功能性的神經元，另外，使用誘導多功能干細胞也可以做到這一點。
韋尼團隊在新實驗中使用同樣的BAM法研究了胎兒和新生兒的皮膚細胞，結果發現，盡管BAM方法會使皮膚細胞看起來更像神經元，但最終得到的神經元細胞不能產生相互交流的電信號。于是，他們朝其中添加了第四個轉錄因子NeuroD，結果取得了成功。在實驗室培養皿中，約4周到5周內，皮膚細胞直接被轉化為功能性的神經元，這些神經元能夠表達電活動，甚至能整合入實驗室培養出來的老鼠神經元內并同其相互交流。
然而，在目前的培養環境下，只有20%的老鼠皮膚細胞能直接轉化為神經元；只有約2%到4%的人體皮膚細胞能直接轉化為功能性的神經元。并且，老鼠細胞完成其打開和關閉功能需要幾天；而人類皮膚細胞則需要幾周，而且，其產生的電信號比天然神經元產生的電信號微弱很多。
不久之前，斯坦福大學人類胚胎干細胞研究與教育中心主任雷妮·雷霍·派拉教授使用帕金森氏癥患者捐出的細胞，制造出了誘導多功能干細胞，并將其變為適合專門供該患者使用的神經元。然而，該過程的任務量很大而且只針對特定的細胞。
韋尼和同事正在對這項技術和培養環境進行優化，以增加直接轉化的效率和速度。韋尼表示，新研究讓我們朝在實驗室中模擬大腦或神經疾病這個大目標更近了一步，誘導多功能干細胞也能做這件事情并被實驗所證明，我們需要繼續研究這兩種策略，可能不同的方法能針對不同的疾病。
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