張素春教授Cell子刊干細胞轉分化研究新突破

日期：2013-05-06 09:24:33

來自威斯康星大學的一個研究小組，繞過稱作誘導多能干細胞（iPSC）的多能階段，將來自人體和猴子的皮膚細胞直接轉變成了一種神經祖細胞，這種祖細胞能夠形成各種神經系統細胞。這一成果發表在5月2日的《Cell Reports》雜志上。

論文的資深作者、威斯康星大學神經科學和神經病學教授張素春（Su-Chun Zhang）說：“繞過超級可塑的iPSC階段是一個非常重要的優勢。IPSC細胞可以生成所有的細胞類型，對于利用細胞治療來修復神經系統疾病或損傷，有可能是一個問題。”

尤其是，沒有iPSC細胞，多能細胞就不可能在受體體內形成腫瘤，這是干細胞治療一個重要的關注問題。

在這一過程中，研究人員通常是利用病毒傳遞基因，將成體皮膚細胞重編程為不同的、更可塑的細胞形式。新研究的第二項突破在于研究人員采用了不同于以往的仙臺病毒（Sendai virus），這種病毒不會插入到細胞的基因之中。

威斯康星大學Madison Waisman中心博士后研究助理陸劍鋒（Jianfeng Lu，音譯），從猴子和人體處取得皮膚細胞，采用仙臺病毒處理這些細胞24小時。然后他在不損傷轉化細胞的條件下，通過加熱培養皿的方法將病毒殺死。13天后，陸劍鋒收獲了稱作誘導神經祖細胞的干細胞。當他將這些祖細胞移植到新生小鼠體內，觀察到神經細胞似乎正常地生長，且沒有形成明顯的缺陷或腫瘤。

張素春說，其他的研究人員也曾經繞過多能干細胞階段，將皮膚細胞轉化為神經元或其他的特化細胞。但新研究具有不同的目標。“我們的想法是將皮膚細胞轉變為神經祖細胞，再利用神經祖細胞生成神經組織相關細胞。且這些祖細胞可以大量的增殖。”

張素春說，新研究克服了以往工作中存在的一些限制。第一，仙臺病毒是一種感冒病毒，由于它不會插入到細胞的DNA中，且在24小時內通過加熱殺死，因此被認為是安全的。第二，神經祖細胞具有更大的生成子細胞的能力，可滿足研究或治療用途。第三，這些祖細胞會很好地沿著路線分化為特化細胞，也就是說在移植后不會形成肝細胞或肌肉細胞等其他的細胞。最后，這些祖細胞可以生成更多的特化細胞。

由這些祖細胞生成的神經元，具有后腦部神經元標記，這種特化是有益的。“采用特異的神經祖細胞類型用于治療，這非常的重要。我們需要區域特異性和功能特異性的神經元類型來治療特異的神經系統疾病，”張素春說。

將源自肌萎縮側索硬化癥（ALS）或脊髓性肌萎縮患者皮膚的培養祖細胞，轉變為各種神經細胞，可模擬每種疾病，實現快速藥物篩查。最終，這一過程生成的細胞可用于治療如脊髓損傷和ALS等疾病。

張素春說：“移植實驗證實，這些重編程細胞實際上是屬于預期大腦區域的細胞，祖細胞生成了三種主要類型的神經細胞：神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞。這一原理證明性研究，增加了生成大量特化神經祖細胞，治療特異的神經疾病的可能性。”