美实验首次直接将鼠皮肤细胞转化为神经细胞 [复制链接]

来源：新华网 发布时间：2010-1-29

美国斯坦福大学医学院研究人员1月27日宣布，他们在实验中绕过诱导多功能干细胞这一步骤，首次直接将实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞。这项成果对理解细胞分化及再生医学研究均具有重要意义。
 
研究人员首先选择了19个与细胞重组或神经发展有关的基因，然后利用慢病毒将这些基因植入来自实验鼠胚胎的皮肤细胞中。32天后，其中一些皮肤细胞开始向神经细胞转化。研究人员随后筛选出3个基因，并再次利用慢病毒将其植入来自成年实验鼠尾部的皮肤细胞。一周内，约20%的实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞。这些神经细胞不但可以表达神经蛋白，而且可与实验室中的其他神经细胞形成突触。
 
“我们对转化的时间和效率感到惊讶，”领导这项研究的斯坦福大学医学院助理教授马里厄斯·韦尼希说，“这比先转化为诱导多功能干细胞的步骤简单多了。”
 
诱导多功能干细胞指经过基因“重新编排”回归到胚胎干细胞的状态，从而具有类似胚胎干细胞分化能力的体细胞，其转化为特定功能的细胞一般需要数周，转化率一般在1%至2%之间。科学界此前普遍认为，将皮肤细胞转化为其他体细胞必然要经过诱导多功能干细胞阶段，该领域的研究也是近年来的科研热点之一。
 
韦尼希认为，他们的研究表明，多功能阶段可能只是细胞的多种状态之一，而并非皮肤细胞转化为其他细胞的必经之路。找到可以诱导皮肤细胞向其他细胞转化的基因组合对理解细胞分化及再生医学研究均具有重要意义。
 
这项研究成果27日发表在《自然》杂志网络版上。该研究目前尚处于动物研究阶段，不过研究人员已决定将利用人类皮肤细胞开展类似研究。
 

作者/RichardAlleyne        译者/Luyue

科学家进行的一项研究，已经将皮肤细胞直接转化为神经细胞，这有可能成为痴呆症治疗的“突破性飞跃”。
科学家仅用三个基因，在没有中间干细胞介入的情况下，就完成了这种身份转换。
研究人员表示，这种突破性进展可能为大脑再生“彻底改变人类干细胞疗法的未来”。
过去，人们通过先把正常细胞转变为“诱导”干细胞，来诱使它们转变功能。
这些细胞与取自胚胎的干细胞有类似的属性，使它们可能在人体内形成任何一种组织。
这项新的研究绕过干细胞的过程，通过将老鼠皮肤细胞直接转变为功能性神经元而取得了更大的进展。
共同领导了加利福尼亚斯坦福大学医学院研究团队的马吕斯·沃尼格（Marius Wernig）博士说：“我们有效地直接诱导一种细胞类型转变为完全不同的细胞类型。
“这些细胞是全功能神经元。它们能完成大脑神经元所做的一切主要工作。”
在实验室器皿中，人们看到这些细胞发出信号，并与其它神经细胞联系。这种功能是未来治疗帕金森氏病及其它脑部疾病的关键。
这种变化发生在一个星期之内，具有近20%的效率。
这些科学家的研究成果发表在《自然》杂志上。他们现在希望能在人类细胞上再现这一壮举。
斯坦福干细胞生物学和再生医学研究院主任欧文·韦斯曼博士说：“这项研究是一个巨大的飞跃”。这些成熟皮肤细胞转变为脑细胞的直接重组能显示生成电流和形成突触这样复杂而特有的行为。它确立了研究正常和紊乱的脑细胞功能的新方法。
“最终，我们也许能够首先在实验室器皿中攻克或研究帕金森氏病或老年痴呆症或遗传性精神病这类疾病。”
2007年，研究人员宣布，通过让人类皮肤细胞接触影响DNA的蛋白质转录因子而生成iPS细胞。
处于干细胞形态的一种化学物质鸡尾酒曾经被用来将细胞培育成新的细胞类型。
后来，来自美国哈佛大学的科学家证明，通过使老鼠的胰腺细胞感染上只携带三个转录因子的基因病毒，能将其重组。
沃尼格博士的团队采用了类似的技术，不过省掉了iPS“加油”的过程。
一开始，科学家们选择了十九种涉及基因重组或神经发育和功能的基因。
他们用一种病毒来把这些基因引入老鼠胚胎的皮肤细胞，然后进行监测。
32天之后，某些以前的皮肤细胞已经获得神经细胞的外观，正在生成神经蛋白质。
这个进程被用来将原来的十九个基因减少到三个，然后在取自成年老鼠尾巴上的皮肤细胞上进行实验。
在不到一个星期的时间内，约20%以前的皮肤细胞将自己转变为神经细胞。相比之下，采用iPS方法需要几个星期时间改变细胞身份，而且成功率只有1%到2%。
“其花费的时间和效率令我们非常吃惊。”沃尼格博士说，“这比利用iPS细胞要直接的多，而且它可能成为非常切实可行的替代方法。”
科学家们相信，使个别病人身上迅速生成神经元的能力，将来有一天一定能为治疗生产出细胞。