據(jù)英國(guó)《自然》雜志網(wǎng)站5月26日?qǐng)?bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家表示，只需要朝人類(lèi)的皮膚細(xì)胞中添加四種蛋白質(zhì)，在4至5周內(nèi)，就能直接變成功能性神經(jīng)元。最新技術(shù)不再需要首先制造出誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞，使科學(xué)家更容易在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中制造出用于研究的神經(jīng)元，或許未來(lái)還可應(yīng)用于人類(lèi)疾病的治療。

 

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理教授、干細(xì)胞生物和再生醫(yī)學(xué)研究所研究員馬里厄斯·韋尼領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，去年曾成功地將實(shí)驗(yàn)室老鼠身上的皮膚細(xì)胞直接變成神經(jīng)元，之后一直試圖將同樣的技術(shù)應(yīng)用于人類(lèi)細(xì)胞。他們首先證明，通過(guò)注入一個(gè)病毒能將人類(lèi)的胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)元，該病毒能表達(dá)Brn2、Ascl1、Myt1l三種轉(zhuǎn)錄因子集合而成的蛋白質(zhì)組合，他們將這種方法簡(jiǎn)稱(chēng)為“BAM”。BAM法很容易在6天內(nèi)將胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能性的神經(jīng)元，另外，使用誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞也可以做到這一點(diǎn)。

 

韋尼團(tuán)隊(duì)在新實(shí)驗(yàn)中使用同樣的BAM法研究了胎兒和新生兒的皮膚細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，盡管BAM方法會(huì)使皮膚細(xì)胞看起來(lái)更像神經(jīng)元，但最終得到的神經(jīng)元細(xì)胞不能產(chǎn)生相互交流的電信號(hào)。于是，他們朝其中添加了第四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子NeuroD，結(jié)果取得了成功。在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中，約4周到5周內(nèi)，皮膚細(xì)胞直接被轉(zhuǎn)化為功能性的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元能夠表達(dá)電活動(dòng)，甚至能整合入實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出來(lái)的老鼠神經(jīng)元內(nèi)并同其相互交流。

 

然而，在目前的培養(yǎng)環(huán)境下，只有20%的老鼠皮膚細(xì)胞能直接轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元；只有約2%到4%的人體皮膚細(xì)胞能直接轉(zhuǎn)化為功能性的神經(jīng)元。并且，老鼠細(xì)胞完成其打開(kāi)和關(guān)閉功能需要幾天；而人類(lèi)皮膚細(xì)胞則需要幾周，而且，其產(chǎn)生的電信號(hào)比天然神經(jīng)元產(chǎn)生的電信號(hào)微弱很多。

 

不久之前，斯坦福大學(xué)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究與教育中心主任雷妮·雷霍·派拉教授使用帕金森氏癥患者捐出的細(xì)胞，制造出了誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞，并將其變?yōu)檫m合專(zhuān)門(mén)供該患者使用的神經(jīng)元。然而，該過(guò)程的任務(wù)量很大而且只針對(duì)特定的細(xì)胞。

 

韋尼和同事正在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)和培養(yǎng)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，以增加直接轉(zhuǎn)化的效率和速度。韋尼表示，新研究讓我們朝在實(shí)驗(yàn)室中模擬大腦或神經(jīng)疾病這個(gè)大目標(biāo)更近了一步，誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞也能做這件事情并被實(shí)驗(yàn)所證明，我們需要繼續(xù)研究這兩種策略，可能不同的方法能針對(duì)不同的疾病。