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科学家将皮肤细胞直接转化为诱导神经元

2019-05-23 13:52:11 医疗设备92℃

  科学家将皮肤细胞直接转化为诱导神经元

  2012年4月12日

  直到最近,多能“多功能”的产生才产生多能性。来自皮肤细胞的干细胞被认为是最终的新发展。与此同时,有可能直接将身体细胞转换为彼此 - 无需通过多能中间阶段进行耗时的迂回。然而,到目前为止,这种方法效率很低。来自波恩重建神经生物学研究所(主任:OliverBrüstle教授)的科学家们现已开发出可用于生物医学应用的方法。科学家们正在“自然方法”杂志上发表他们的研究结果。

  随着Shinya Yamanaka的突破,细胞重编程有很多令人兴奋的事情。 2006年,日本科学家首次利用少数控制因子将皮肤细胞重新编程为所谓的诱导多能干细胞(iPS细胞) - “多功能”细胞。原则上可以产生所有体细胞的细胞。 2010年,Marius Wernig,Brüstle教授的前博士后研究员,同时也是加利福尼亚州斯坦福大学研究所所长,进一步发展了这个想法:只使用三个所谓的转录因子,他的团队能够直接转换皮肤细胞进入所谓的诱导神经元(iN)。然而,到目前为止,该方法效率相当低:只有一小部分皮肤细胞转化为所需的神经细胞。研究人员在细胞转化过程中提高了产量。对于LIFE&波恩大学的BRAIN中心,这还不够。他们对人工生产的人类神经细胞的生物医学利用感兴趣,用于疾病研究,细胞替代和活性物质的开发。似乎有一个概念:为什么不使用低分子活性物质 - 所谓的小分子 - 来优化这一过程?博士后研究员,该研究的主要作者Julia Ladewig开始使用这些活性物质来影响对细胞发育很重要的几种信号通路。通过阻断所谓的SMAD信号通路并抑制糖原合酶激酶3β(GSK3β),它们将转化效率提高了数倍 - 因此甚至可以简化提取方法。波恩研究人员只使用两种而不是之前的三种转录因子和三种活性物质,能够将大部分皮肤细胞转化为神经元。最后,他们的细胞培养物含有高达80%以上的人类神经元。而且由于在转换过程中细胞进一步分裂,实际效率甚至更高。从一个皮肤细胞产生两个神经细胞“我们可以从100,000个皮肤细胞中获得多达200,000个以这种方式转化的神经细胞”。朱莉娅•拉德维希说。

   为了找到正确的活性物质组合,波恩科学家们正在关注对细胞专业化特别重要的信号传导途径。

   “SMAD信号传导途径以及GSK3β被怀疑抑制结缔组织细胞和多能干细胞向神经细胞的转化。明显的步骤是使用相应的活性物质阻断它们,“负责这项研究的团队负责人兼资深作者Philipp Koch和Brüstle教授说。结果很有趣:“我们能够证明皮肤成纤维细胞的典型基因如何逐渐下调,神经细胞特异性基因在细胞转化过程中被激活。此外,由此获得的神经细胞具有功能活性,这也使它们作为细胞替代的来源变得令人感兴趣。 Ladewig说。科学家现在正在将这种方法转移到其他类型的细胞中。波恩科学家已经将这种方法转移到其他类型的细胞中,例如脐带细胞。 Brüstle明确预见到接下来的步骤:“首先,我们希望将以这种方式获得的神经细胞用于疾病和活性物质研究。长期目标是将体内的细胞直接转化为神经细胞。

  资料来源:自然方法

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