2012年9月28日 讯 /生物谷BIOON/ --来自新西兰奥克兰大学大脑研究中心的研究人员成功地将人皮肤细胞直接地转化为不成熟的脑细胞或者说神经前体细胞(neural precursor cell)。他们开发出一种快速和有效的方法来完成这种转化，同时也不用经历转化为类似胚胎干细胞的诱导性多能干细胞中间阶段。
Bronwen Connor说，“对全世界的干细胞研究而言，这是一次具有重大意义的进步。它有潜力导致人们对诸如亨丁顿舞蹈症、帕金森病和阿尔茨海默病之类的神经退化疾病产生新的认识。”
这项研究的一个主要优势在于，它能够让探究人员从患有基因相关性神经系统疾病的病人体内采集皮肤细胞，然后利用这些细胞构建出受这些疾病影响的脑细胞。这将有助于人们深入理解导致这些疾病的机制。它将允许人们在大脑组织上测试潜在的治疗方法。它也将允许人们在未来有可能替代受损的脑细胞。
尽管全世界的许多研究小组也正在研究将皮肤细胞转化为脑细胞的新方法，但是在当前这项研究中，奥克兰大学大脑研究中心研究人员开发出的这种方法是比较独特的。首先，他们是仅有的一个研究小组利用将成年人皮肤细胞直接转化为脑细胞，而其他的研究小组正在利用这种技术研究动物皮肤细胞。其次，奥克兰大学研究小组正在使用仅仅两个基因SOX2和PAX6就能够将皮肤细胞重编程为神经前体细胞，而其他国际研究小组正在使用5到11个基因。
这些研究发现的一个影响就是加快重编程过程。将皮肤细胞先转化为诱导性多能干细胞再转化为神经前体细胞需要4个月的时间。如果皮肤细胞能够被直接转化为神经前体细胞，那么根据所使用的技术类型，它只需一个半月或20天的时间。研究人员开发出的这种系统也是非常有效的，从而导致一种细胞类型高效地转化为另一种类型。而这种直接转化也能够克服使用胚胎干细胞或诱导性多能干细胞时能够导致肿瘤形成的问题。
相关研究结果于近期刊登在Journal of Stem Cells & Regenerative Medicine期刊上。(生物谷Bioon.com)
doi: e008030300001
PMC:
PMID:
Non-Viral Generation of Neural Precursor-like Cells from Adult Human Fibroblasts
Maucksch C1, Firmin E1, Butler-Munro C2, Montgomery JM2, Dottori M3, Connor B1
Recent studies have reported direct reprogramming of human fibroblasts to mature neurons by the introduction of defined neural genes. This technology has potential use in the areas of neurological disease modeling and drug development. However, use of induced neurons for large-scale drug screening and cell-based replacement strategies is limited due to their inability to expand once reprogrammed. We propose it would be more desirable to induce expandable neural precursor cells directly from human fibroblasts. To date several pluripotent and neural transcription factors have been shown to be capable of converting mouse fibroblasts to neural stem/precursor-like cells when delivered by viral vectors. Here we extend these findings and demonstrate that transient ectopic insertion of the transcription factors SOX2 and PAX6 to adult human fibroblasts through use of non-viral plasmid transfection or protein transduction allows the generation of induced neural precursor (iNP) colonies expressing a range of neural stem and pro-neural genes. Upon differentiation, iNP cells give rise to neurons exhibiting typical neuronal morphologies and expressing multiple neuronal markers including tyrosine hydroxylase and GAD65/67. Importantly, iNP-derived neurons demonstrate electrophysiological properties of functionally mature neurons with the capacity to generate action potentials. In addition, iNP cells are capable of differentiating into glial fibrillary acidic protein (GFAP)-expressing astrocytes. This study represents a novel virus-free approach for direct reprogramming of human fibroblasts to a neural precursor fate.
