华人学者Nature子刊发布细胞重编程突破性成果

　　

生物通报道  没有采用移植干细胞的方法来补充失去的细胞，来自德克萨斯大学西南医学中心的研究人员在活体哺乳动物大脑和脊髓中生成了新的神经细胞。

尽管研究表明，有一天或许能够再生出来自人体自身细胞的神经元，以修复外伤性脑损伤、脊髓损伤或是治疗阿尔茨海默氏症一类的疾病，研究人员认为，现在断定这些初步研究中生成的神经元是否能够促成功能改善（未来研究工作的一个目标）还为时过早。

脊髓损伤可造成不可逆的神经元丧失以及瘢痕形成，最终导致运动和感觉功能受损。科学家们希望再生细胞能够成为修复损伤的一条途径，但成人脊髓生成新神经元的能力有限。生物医学科学家们曾采用移植干细胞的方法来补充神经元，但却面临着其他的一些困难障碍，迫切需要找到一些补充失去细胞的新方法。

来自德克萨斯大学西南医学中心分子生物学系的科学家们，曾率先在小鼠中成功地将最常见的非神经元脑细胞——星形胶质细胞转变为形成网络的神经元。现在，他们再次成功地将成体小鼠脊髓中形成瘢痕的星形胶质细胞转化为了神经元。最新的研究成果发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

论文的资深作者、德克萨斯大学西南医学中心分子生物学助理教授张纯理（Chun-Li Zhang，音译）博士说：“在早先的研究工作中我们率先在活体动物中明确地证实了，无需细胞移植可将成熟的星形胶质细胞重编程为功能性神经元。当前的研究是在脊髓中完成了同样的工作，将形成瘢痕的星形胶质细胞转变为了称作为成神经细胞（neuroblast）的前体细胞，随后这些细胞再生形成了神经元。”

张纯理博士说：“星形胶质细胞大量且广泛地分布在大脑和脊髓中。这些细胞响应损伤增殖，促成了瘢痕形成。一旦形成瘢痕，它会封闭损伤区域，给神经再生造成一道机械和生化障碍。我们的结果表明，这些星形胶质细胞或许是体内重编程的理想目标。”

科学家们采用了两步法，首先将调控基因表达的生物物质：一种转录因子导入到大脑或脊髓中，在成体小鼠的这些区域中这一因子表达水平并不高。所测试的12种转录因子中，只有SOX2将完全分化的成体星形胶质细胞转化为了成神经细胞。

第二步，研究人员给予小鼠一种叫做丙戊酸（VPA）的药物，VPA促进了成神经细胞生存以及成熟为神经元。半个世纪以来VPA一直被用来治疗癫痫，并用于治疗双相情感障碍，以及阻止偏头痛。

当前的研究报告在年轻与衰老（超过1岁）的雌雄小鼠脊髓中均有神经发生，只是在衰老小鼠中这一反应要弱得多。研究人员现正寻找一些方法类提高神经元生成的数量和速度。形成成神经细胞需要4周，其成熟变为神经元需要8周，比实验皿实验中的神经发生速度要慢，因此研究人员计划完成一些实验，以确定速度减慢是否有助于新生成的神经元适当地融入它们的环境。

在脊髓研究中，由星形胶质细胞重编程所生成的SOX2诱导成熟神经元以实验作为起始持续存活了210天，这是研究人员检测到的最长时间。

由于肿瘤生长是将细胞重编程至发育早期阶段引人关注的一个问题，研究人员在近一年的时间观察了肿瘤形成的迹象，报道称未发现有任何的肿瘤形成。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

In vivo conversion of astrocytes to neurons in the injured adult spinal cord

Spinal cord injury (SCI) leads to irreversible neuronal loss and glial scar formation, which ultimately result in persistent neurological dysfunction. Cellular regeneration could be an ideal approach to replenish the lost cells and repair the damage. However, the adult spinal cord has limited ability to produce new neurons. Here we show that resident astrocytes can be converted to doublecortin (DCX)-positive neuroblasts by a single transcription factor, SOX2, in the injured adult spinal cord. Importantly, these induced neuroblasts can mature into synapse-forming neurons in vivo. Neuronal maturation is further promoted by treatment with a histone deacetylase inhibitor, valproic acid (VPA). The results of this study indicate that in situ reprogramming of endogenous astrocytes to neurons might be a potential strategy for cellular regeneration after SCI.