超越iPS新技術成果
日期:2011-08-12 08:22:22
近期來自美國和意大利的三個研究團體分別利用這一超越iPS的新技術直接將人體成纖維誘導生成了“功能性誘導神經(iN)”,最新一期的Nature雜志以“新聞和觀點”((News and Views)的形式對這三項研究成果發表了長篇評論。
Induction of human neuronal cells by defined transcription factors
2010年Marius Werning領導的研究小組將3個轉錄因子基因(Ascl1,Brn2和Myt1l)同時轉入到小鼠皮膚細胞后,在不到1周的時間內將20%的皮膚細胞誘導生成了神經細胞,這些細胞不光看上去像神經元,而且還表達神經元特有的蛋白,并且能互相與正常小鼠的大腦皮層細胞形成神經突觸并轉導信號。由此確認了轉化的細胞具有完全的成熟神經細胞的功能。相關研究論文發表在《Nature》雜志上。
近日Marius Werning研究小組在原有的三個轉錄因子基礎上,添加了一個螺旋環螺旋轉錄因子NeuroD1,成功地將人類胚胎及新生兒的皮膚纖維細胞成功地誘導為功能性神經細胞。這些細胞不僅顯示典型的神經元形態,表達多種神經元標志蛋白。并且能夠產生動作電位。當研究人員將這些神經細胞與原代小鼠皮質神經元進行共培養時,證實它們能夠形成神經突觸并傳到信號。這一研究成果發表在2011年5月26日《Nature》雜志的網絡版上。
Direct generation of functional dopaminergic neurons from mouse and human fibroblasts
來自于意大利米蘭圣拉斐爾科研所的研究人員對老鼠皮膚細胞和人類皮膚細胞進行基因重組,將其變成了能制造多巴胺的特定神經元。未來,帕金森氏癥患者有望借助用自己的皮膚制成的神經元來醫治自己的病癥。
Vania Broccoli1 和同事使用同神經元的發育有關的三個轉錄因子(Mash1,Nurr1和 Lmx1a ),對實驗老鼠的皮膚細胞進行了重組。同樣的三個轉錄因子也可將從人類胚胎、健康成年人和帕金森氏癥患者體內提取而來的皮膚細胞變成神經元。這種方法唯一的缺陷是,他們不得不先用攜帶了基因來制造轉錄因子的病毒來感染皮膚細胞,盡管使用病毒并不會破壞DNA(脫氧核糖核酸),也不會引發癌癥。相關論文發表于7月3日的《自然》(Nature)雜志上。
Broccoli1表示,他的團隊正在測試,用實驗鼠細胞以及人體細胞制成的神經元是否能讓罹患帕金森氏癥的實驗小鼠和大鼠受益,如果起作用,他們將在猴子身上進行同樣的實驗。同時,他們也在對不使用病毒而對皮膚細胞進行重組的方法進行評估,以消除病毒可能會給人體造成的任何潛在風險。
MicroRNA-mediated conversion of human fibroblasts to neurons
近期神經元的轉錄因子和進化上保守的信號通路被發現是有助于神經元的形成。然而,研究人員對于小RNA在神經新生中的指導作用還不清楚。美國科學家最近發現miR-9* 和miR-124指導SWI/SNF-like BAF 染色質重塑復合體組分的變化,該過程對神經元分化和功能很重要。在接近神經元祖細胞有絲分裂結束時,miR-9* 和miR-124對神經元祖細胞BAF 染色質重塑復合體的BAF53a 亞基起抑制作用。在有絲分裂結束后,BAF53a 被BAF53b取代,BAF45a被 BAF45b 和 BAF45c取代,后者合并成為神經元特異的BAF復合體為有絲分裂后的功能所必需。
由于miR-9* 和miR-124也控制多個調節神經元分化和功能的基因,研究人員認為這些小RNA可能與神經元命運有關。他們通過人成纖維細胞中miR-9/9* 和miR-124的表達誘導其轉變成了神經元,該過程受NEUROD2的推動。此外,添加一些神經元轉錄因子ASCL1 和 MYT1L還可提高轉化率和轉化生成的神經元的成熟度,但如果表達這些轉錄因子不表達miR-9/9*-124 的話是沒有效果的。該研究顯示涉及miR-9/9*-124的遺傳線路對神經元命運決定有指導作用。
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