在10月22日的《神經(jīng)元》（Neuron）雜志上，科學(xué)家們描述了一種方法可將人類皮膚細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為受累于致命性神經(jīng)退行性疾病亨廷頓氏病的一種特異腦細(xì)胞類型。不同于將一種細(xì)胞類型轉(zhuǎn)換為另一種細(xì)胞類型的其他技術(shù)，這一新過程沒有通過干細(xì)胞階段，避免了生成多種細(xì)胞類型。

來自華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員證實，在將這些轉(zhuǎn)化細(xì)胞注入到小鼠大腦中后它們至少可以存活6個月，且行為與大腦中的天然細(xì)胞相似。

論文的自身作者、發(fā)育生物學(xué)系助理教授Andrew S. Yoo 博士說：“這些移植細(xì)胞不僅在小鼠大腦中存活了下來，它們還顯示出與天然細(xì)胞相似的功能特性。眾所周知，這些細(xì)胞能夠伸出突起進入到某些大腦區(qū)域中。我們發(fā)現(xiàn)移植的人類細(xì)胞也能連接小鼠大腦中這些遠(yuǎn)距離靶點。這是這篇論文取得的一個里程碑式的成就。”

研究人員生成的這種特異腦細(xì)胞類型叫做中型多棘神經(jīng)元(medium spiny neuron)，它對于控制運動至關(guān)重要。它們是亨廷頓氏病中的主要受累細(xì)胞。亨廷頓氏病是一種遺傳性疾病，其可以導(dǎo)致不自主的肌肉運動和認(rèn)知能力下降，通常在中年期發(fā)病?；颊咴诔霈F(xiàn)癥狀后可生存大約20年，隨著時間的推移病情不斷惡化。

該研究采用的不是發(fā)育較早期更常研究的小鼠細(xì)胞或人類細(xì)胞，而是成體人類皮膚細(xì)胞。就未來潛在的療法而言，能夠轉(zhuǎn)化成體人類細(xì)胞代表著有可能可以利用患者自身的皮膚細(xì)胞，這較容易獲得，且不會受到免疫系統(tǒng)的排斥。

為重編程這些細(xì)胞，Yoo和同事們將這些細(xì)胞置于高度模擬腦細(xì)胞環(huán)境的環(huán)境之中。從以往的研究工作中，他們了解到暴露于兩種RNA小分子之下，能夠?qū)⑵つw細(xì)胞轉(zhuǎn)化為不同類型神經(jīng)細(xì)胞的混合物。

在皮膚細(xì)胞中，有關(guān)如何變成腦細(xì)胞或其他類型細(xì)胞的DNA指令被干凈利落地收藏起來，不被使用。在過去發(fā)表于《自然》（Nature）雜志上的一項研究中，Yoo和同事們證實暴露于兩種microRNAs：miR-9和miR-124之下，可以改變支配DNA包裝的機器。盡管研究人員仍在解開這一復(fù)雜過程的一些細(xì)節(jié)，這些microRNAs似乎是打開了對腦細(xì)胞極為重要的緊密包裝的DNA片段，使得控制神經(jīng)元發(fā)育和功能的一些基因得以表達。

了解到僅暴露于這些microRNAs之下就可以將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)元復(fù)合物之后，研究人員開始微調(diào)這些化學(xué)信號，將細(xì)胞暴露在他們知道存在于中型多棘神經(jīng)元常見的大腦區(qū)域中的另一些轉(zhuǎn)錄因子之下。

論文的共同第一作者、神經(jīng)科學(xué)研究生Matheus B. Victor說：“我們認(rèn)為這些microRNAs真的擔(dān)當(dāng)了重任。它們引發(fā)了皮膚細(xì)胞變?yōu)樯窠?jīng)元。我們添加的轉(zhuǎn)錄因子隨后引導(dǎo)這些皮膚細(xì)胞變成了一種特定的亞型——即中型多棘神經(jīng)元，我們認(rèn)為通過切換不同的轉(zhuǎn)錄因子我們可以生成不同類型的神經(jīng)元。”

Yoo還解釋說，這些microRNAs而非轉(zhuǎn)錄因子是總體將人類皮膚細(xì)胞直接重編程為神經(jīng)元的重要元件。他的研究小組證實，當(dāng)皮膚細(xì)胞僅暴露于轉(zhuǎn)錄因子之下，而沒有這些microRNAs時，不能成功地轉(zhuǎn)換為神經(jīng)元。

研究人員開展了廣泛的測試證實，這些新轉(zhuǎn)化的腦細(xì)胞確實樣子和行為都像天然的中型多棘神經(jīng)元。這些轉(zhuǎn)化細(xì)胞表達天然人類中型多棘神經(jīng)元特異性的一些基因，而不表達其他類型神經(jīng)元的基因。當(dāng)將它們移植到小鼠大腦中時，轉(zhuǎn)化細(xì)胞顯示出與天然神經(jīng)元相似的形態(tài)和功能特性。

為了研究與這一疾病相關(guān)的一些細(xì)胞特性，研究人員現(xiàn)在從亨廷頓氏病患者處取得了一些皮膚細(xì)胞，正利用論文中描述的這種方法將它們重編程為中型多棘神經(jīng)元。他們還幾乎將一些健康的重編程人類細(xì)胞注入到亨廷頓氏病模型小鼠中，看看是否會對癥狀產(chǎn)生任何的影響。