Nature報道中科院最新研究成果

日期：2012-12-11 09:26:20

人體每天排出的一些廢物有可能成為強大的腦細胞來源用于研究疾病，甚至有一天還可能用于神經退行性疾病的治療。科學家們發現了一種相對簡單的方法將人體尿液排出的細胞誘導生成有價值的神經元。

研究論文在線發布于本周的《自然方法》（Nature Methods）雜志上，Nature官網第一時間對相關成果進行了新聞報道。這一技術沒有涉及胚胎干細胞。眾所周知，當移植到人體時胚胎干細胞存在一些嚴重的缺陷，例如腫瘤形成風險。新技術利用的是尿液中的普通細胞，研究人員將它們轉化成了神經祖細胞（neural progenitor cell）。相比當前的方法，這些前體細胞可幫助研究人員更快地生成來源于患者、滿足個體需要的細胞。

研究人員通常是通過重編程培養的皮膚細胞和血液細胞來生成誘導多能干(iPS)細胞的，iPS細胞可以進而形成機體內所有的細胞。但尿液是一種更加方便的來源。

來自中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院的干細胞生物學家裴端卿（Duanqing Pei）和同事們在以往的研究中證實可將尿液中的腎上皮細胞重編程為iPS細胞。

然而當時研究小組采用的是細胞重編程的一種常用技術——利用逆轉錄病毒將多能性基因插入到細胞中。這改變了細胞的遺傳構成，有可能使它們具有不可預測性。因此，在新研究中，裴端卿及同事們利用了不會整合到細胞基因組中的載體來導入基因。

在他們的一項實驗中，研究人員僅在12天時間就生成了與多能干細胞相似的，來自尿液的重編程細胞圓形克隆，將通常生成iPS細胞所需的時間縮短至一半。當進一步培養時，克隆呈現出與神經干細胞相同的玫瑰花環（rosette）形狀。

無腫瘤風險

裴端卿和同事們將細胞轉移到神經元生長培養基中，發現這些重編程細胞在實驗室中進一步生成了功能性的神經元。

當研究小組重復這一實驗，并將這些細胞移植到新生大鼠大腦中時，細胞沒有形成腫瘤。相反，研究人員在4周后檢測大鼠大腦，證實細胞呈現出神經元的形狀和分子標記物。

神經祖細胞能夠在培養物中增殖，由此研究人員可以生成大量細胞供實驗所用。獲得足量的細胞此前一直是這些“直接重編程”技術存在的一個主要問題，相比生成及誘導iPS細胞分化，新技術能夠更快地生成神經元。

加拿大多倫多病童醫院醫學遺傳學家James Ellis說：“這肯定能夠加快研究的速度。” Ellis主要利用患者特異性的iPS細胞從事自閉癥譜系障礙研究。

康涅狄格大學健康中心遺傳學家Marc Lalande說：“新方法的優勢在于：可以從幾乎所有患者處獲得這些尿液來源的細胞。”

他表示：“我們從事兒童疾病研究。相比抽血，從孩子那里獲得尿液樣本更為容易。”