在美國,約有540萬人受老年癡呆癥影響,目前仍沒有合適的藥物可用于治療這種衰竭性疾病.
來自格萊斯頓學(xué)院科學(xué)家發(fā)現(xiàn)皮膚細(xì)胞的單個遺傳因子的改變可以使其轉(zhuǎn)化成具有自己功能網(wǎng)絡(luò)的腦細(xì)胞.該發(fā)現(xiàn)為精神方面的疾病的治療開啟了一扇大門,科學(xué)家希望通過這種細(xì)胞的轉(zhuǎn)化或重編程得到一種針對老年癡呆癥的更好的藥物測試模式.該研究成果刊登在Cell Stem Cell雜志社上,詳細(xì)描述了他們是如何將一個叫做Sox2的基因?qū)氲叫∈笈c人類的皮膚細(xì)胞中,而這些細(xì)胞在幾天內(nèi)就可以轉(zhuǎn)化成大腦的誘導(dǎo)型神經(jīng)干細(xì)胞（iNSC）.這些iNSC開始自我更新,瞬間成熟變成可傳遞信號的神經(jīng)元.在一個月的時間內(nèi),這些神經(jīng)元就會形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò).
“許多用于神經(jīng)性疾病治療的候選藥物在臨床試驗中都沒有產(chǎn)生預(yù)期的效果,因為到目前為止還沒有一個模型能準(zhǔn)確地預(yù)測這些藥物對人類大腦的影響.”Dr.Huang說,“利用皮膚細(xì)胞所產(chǎn)生的人類神經(jīng)元可以用于評估這些藥物的有效性與安全性,從而減少人體試驗所帶來的風(fēng)險.”
Dr.Huang的發(fā)現(xiàn)是團(tuán)隊合作的結(jié)果.早在2007年,Dr.Ymanaka利用4種遺傳因子來嘗試將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化成類似于胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞,這種細(xì)胞又叫做誘導(dǎo)型多功能性干細(xì)胞（iPS）.
作為iPS細(xì)胞,它們能在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化成任何類型的細(xì)胞.直到上一年,來自格萊斯頓學(xué)院的博士生Sheng Ding報道了他能通過改變一些小分子及遺傳因子來實現(xiàn)皮膚細(xì)胞向神經(jīng)干細(xì)胞的轉(zhuǎn)變.今天,Dr.Huang做了新的嘗試,他利用單個遺傳因子Sox2的改變來實現(xiàn)細(xì)胞類型的直接改變,跳過了先形成iPS的中間步驟.這可以避免iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)化成腫瘤細(xì)胞的風(fēng)險.
“我們希望了解這些移植到小鼠大腦中的再生性神經(jīng)元能否導(dǎo)致腫瘤的生長,”本論文的主要作者之一Karen Ring說,“我們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞全部整合到小鼠的大腦中卻沒有引發(fā)腫瘤細(xì)胞的產(chǎn)生.”
該研究揭示了Sox2作為一個主調(diào)控因子控制著神經(jīng)干細(xì)胞的一致性.在未來的日子里,Dr.Huang及其研究組希望能鑒定到類似的調(diào)控因子來指導(dǎo)特異性神經(jīng)前體細(xì)胞及神經(jīng)元亞型的形成.
“如果能地找到哪一個基因控制著不同神經(jīng)元類型的形成,我們就可以利用體外培養(yǎng)技術(shù),用皮膚細(xì)胞來生產(chǎn)神經(jīng)元.之后我們就可以用藥物處理這些不同類型的神經(jīng)元,從而了解這些藥物對它們的影響.這為神經(jīng)性疾病治療藥物的開發(fā)提供了快速通道.”
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