作者:Frank Edenhofer 来源:《细胞—干细胞》 发布时间:2012-3-27 12:49:44
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研究将成纤维细胞直接转变为神经干细胞
 
来自德国波恩大学的研究人员成功将小鼠成纤维细胞直接转变为了神经干细胞,并证实这些干细胞能够再生成和转变为各种类型的大脑细胞。相关研究成果发表在3月22日的《细胞—干细胞》(Cell stem cell)杂志上。
 
到目前为止,研究人员只能在已完全发育或仅具有有限分裂能力的脑细胞中进行重编程。2011年7月,波恩大学的科学家们发表论文称他们开发了一种新的重编程技术。在新研究中,他们借助这一技术将普通的体细胞诱导生成了不成熟且具有无限分裂能力的神经干细胞。
 
2006年,来自日本的干细胞研究人员山中伸弥(Shinya Yamanaka)教授及研究团队首次将来自小鼠的结缔组织细胞诱导生成了干细胞,并证实这些细胞能够分化为身体内的所有细胞类型。这种诱导多能干细胞(iPS细胞)是通过重编程进入到胚胎期而形成的。这一成果获得了科学界的高度注目。如果利用一般的体细胞就可以生成大量想要的干细胞,毫无疑问具有医学发展和药物研究极大的潜力。现在来自波恩大学的科学家们组成的研究小组在小鼠模型中对这种方法进行了改进。
 
来自波恩大学再生神经生物学研究所的Frank Edenhofer与他的同事们选择了小鼠的成纤维细胞作为初始材料。就像山中伸弥一样,他们用四种基因的组合启动了转换。“然而我们的目标是生成神经干细胞或大脑干细胞,而非多能iPS万用细胞,”Edenhofer说。这些被称作成体干细胞的细胞能够形成典型的神经系统细胞,神经元、少突神经胶质细胞和星形胶质细胞。
 
“Oct4”基因是中心调控因子
 
“Oct4”基因是一个关键的调控因子。最初,Oct4是成纤维细胞重编程的预备条件。然而后来,Oct4似乎阻碍了非稳定细胞形成大脑干细胞。在重编程iPS细胞的过程中这一因子在很长的一段时间内处于启动状态,然而波恩大学的研究人员却利用特殊的技术使得该因子只激活数日。“如果这一分子开关仅在有限的一段时间内触发,就可以直接获得大脑干细胞,即我们称之为的诱导神经干细胞(iNS cells)。Oct4激活了这一过程,使得细胞失去稳定性,清除掉Oct4就可以获得直接重编程。不过我们仍需要分析这一细胞转化的确切机制。”Edenhofer说。
 
研究人员开发的这条重编程细胞的新方法相比于iPS细胞和胚胎干细胞更快速更安全。“因为我们减少了将细胞重编程经过胚胎阶段的过程,相比于过去生成iPS细胞的技术我们的新方法要快2-3倍,”Edenhofer强调。因此,涉及的工作和成本也低得多。此外,新技术还显著降低了形成肿瘤的风险。与其他方法相比,新技术的突出之处在于生成的神经细胞几乎可以无限度的扩增。
 
肿瘤形成低风险和无限自我更新能力
 
低肿瘤形成风险非常重要,因为在遥远的未来,科学家们将用神经细胞来置换神经系统的缺陷细胞。大量的国际科学团体都构想最终能构建出来源皮肤或发根细胞的成体干细胞,将它们进一步分化用于医疗,最后将它们移植到损伤部位。“不过在此之前还有一段很长的路要走,”Edenhofer说。现在科学家们迫切需要的是获得来自患者的大脑干细胞,利用它们来研究多种神经退行性疾病,并在培养皿中进行药物测试。“我们的研究工作为提供无限数量的患者自身细胞打下了基础。当前的研究还只是初步在小鼠中开展。我们现在极其渴望看到这些结果是否也能适用于人类,””Edenhofer说。(生物通:何嫱)
 
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