PNAS：活体大脑中的直接细胞重编程

　　

生物通报道：细胞疗法旨在向机体引入新细胞以治疗疾病，现在科学家们向这一目标又迈进了重要的一步。瑞典Lund大学的研究人员成功在活体大脑中，将其它细胞重编程为神经细胞，文章发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

细胞重编程是一个快速发展的新兴领域，在这一技术的帮助下，人们可以通过表达特定的基因组合，将体细胞转化为多能干细胞或者其他类型的体细胞。两年前，Lund大学的研究人员率先绕过干细胞阶段，直接将人体皮肤细胞（成纤维细胞）重编程为产多巴胺的神经细胞。

因为这种方法不经过干细胞阶段，研究人员认为可以由此实现活体内的直接细胞转化，为此他们进行了这项新研究。事实也的确如此，研究人员通过表达重编程基因，成功在活体动物的大脑中，将皮肤细胞和支持细胞重编程为神经细胞。“这项研究首次证明，在大脑中将其它细胞直接转化为神经细胞，是可以实现的，”领导这项研究的Malin Parmar说。

研究人员设计了能够被药物激活或失活的基因，并将这些基因插入到两类人体细胞中——成纤维细胞和胶质细胞（大脑中的天然支持细胞）。然后，他们将这些细胞移植到大鼠脑部，并在大鼠的饮用水中添加能激活上述基因的药物。研究显示，随着基因的表达，这些细胞开始转变成为神经细胞。此外，研究人员还构建了表达重编程基因的转基因小鼠，成功使小鼠自身的胶质细胞转化为神经细胞。

“这项研究为人们提供了一条不同于细胞移植的途径，解决了此前研究所遇到的障碍。例如，大脑较难接受外源细胞，而且脑部细胞移植可能引发肿瘤，”Malin Parmar说。

“人们一直希望能够用新生神经细胞替代受损细胞的功能。我们成功在体内实现了直接细胞重编程，未来人们也可以绕过细胞培养和细胞移植，直接在人类大脑中诱导形成新的神经细胞，”Malin Parmar总结道。在脑部直接进行细胞重编程的技术，将帮助人们更有效地替换在相关疾病中死亡的大脑细胞，如帕金森症等。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Generation of induced neurons via direct conversion in vivo

Cellular reprogramming is a new and rapidly emerging field in which somatic cells can be turned into pluripotent stem cells or other somatic cell types simply by the expression of specific combinations of genes. By viral expression of neural fate determinants, it is possible to directly reprogram mouse and human fibroblasts into functional neurons, also known as induced neurons. The resulting cells are nonproliferating and present an alternative to induced pluripotent stem cells for obtaining patient- and disease-specific neurons to be used for disease modeling and for development of cell therapy. In addition, because the cells do not pass a stem cell intermediate, direct neural conversion has the potential to be performed in vivo. In this study, we show that transplanted human fibroblasts and human astrocytes, which are engineered to express inducible forms of neural reprogramming genes, convert into neurons when reprogramming genes are activated after transplantation. Using a transgenic mouse model to specifically direct expression of reprogramming genes to parenchymal astrocytes residing in the striatum, we also show that endogenous mouse astrocytes can be directly converted into neural nuclei (NeuN)-expressing neurons in situ. Taken together, our data provide proof of principle that direct neural conversion can take place in the adult rodent brain when using transplanted human cells or endogenous mouse cells as a starting cell for neural conversion.