三篇Nature文章：超越iPS新技术成果

　　

生物通报道  直接转分化技术是近年来被科学家们广泛应用到器官移植获取具有修复功能的细胞研究中的一项新技术。利用直接转分化技术，科学家们可绕过干细胞中间阶段，直接将某一种成体终末分化细胞特定转化为其他种类的终末分化细胞，在这个过程中细胞的状态和功能也随之发生改变。目前科学家们已利用转分化技术已成功地诱导成体细胞重编程生成了血细胞、心肌细胞和神经细胞。

近期来自美国和意大利的三个研究团体分别利用这一超越iPS的新技术直接将人体成纤维诱导生成了“功能性诱导神经（iN）”，最新一期的Nature杂志以“新闻和观点”（(News and Views)的形式对这三项研究成果发表了长篇评论。

Induction of human neuronal cells by defined transcription factors

2010年Marius Werning领导的研究小组将3个转录因子基因（Ascl1,Brn2和Myt1l）同时转入到小鼠皮肤细胞后，在不到1周的时间内将20%的皮肤细胞诱导生成了神经细胞，这些细胞不光看上去像神经元，而且还表达神经元特有的蛋白，并且能互相与正常小鼠的大脑皮层细胞形成神经突触并转导信号。由此确认了转化的细胞具有完全的成熟神经细胞的功能。相关研究论文发表在《Nature》杂志上。

近日Marius Werning研究小组在原有的三个转录因子基础上，添加了一个螺旋环螺旋转录因子NeuroD1，成功地将人类胚胎及新生儿的皮肤纤维细胞成功地诱导为功能性神经细胞。这些细胞不仅显示典型的神经元形态，表达多种神经元标志蛋白。并且能够产生动作电位。当研究人员将这些神经细胞与原代小鼠皮质神经元进行共培养时，证实它们能够形成神经突触并传到信号。这一研究成果发表在2011年5月26日《Nature》杂志的网络版上。

Direct generation of functional dopaminergic neurons from mouse and human fibroblasts

来自于意大利米兰圣拉斐尔科研所的研究人员对老鼠皮肤细胞和人类皮肤细胞进行基因重组，将其变成了能制造多巴胺的特定神经元。未来，帕金森氏症患者有望借助用自己的皮肤制成的神经元来医治自己的病症。

Vania Broccoli1 和同事使用同神经元的发育有关的三个转录因子（Mash1，Nurr1和 Lmx1a ），对实验老鼠的皮肤细胞进行了重组。同样的三个转录因子也可将从人类胚胎、健康成年人和帕金森氏症患者体内提取而来的皮肤细胞变成神经元。这种方法唯一的缺陷是，他们不得不先用携带了基因来制造转录因子的病毒来感染皮肤细胞，尽管使用病毒并不会破坏DNA（脱氧核糖核酸），也不会引发癌症。相关论文发表于7月3日的《自然》（Nature）杂志上。
 
Broccoli1表示，他的团队正在测试，用实验鼠细胞以及人体细胞制成的神经元是否能让罹患帕金森氏症的实验小鼠和大鼠受益，如果起作用，他们将在猴子身上进行同样的实验。同时，他们也在对不使用病毒而对皮肤细胞进行重组的方法进行评估，以消除病毒可能会给人体造成的任何潜在风险。

MicroRNA-mediated conversion of human fibroblasts to neurons

近期神经元的转录因子和进化上保守的信号通路被发现是有助于神经元的形成。然而，研究人员对于小RNA在神经新生中的指导作用还不清楚。美国科学家最近发现miR-9* 和miR-124指导SWI/SNF-like BAF 染色质重塑复合体组分的变化，该过程对神经元分化和功能很重要。在接近神经元祖细胞有丝分裂结束时，miR-9* 和miR-124对神经元祖细胞BAF 染色质重塑复合体的BAF53a 亚基起抑制作用。在有丝分裂结束后，BAF53a 被BAF53b取代，BAF45a被 BAF45b 和 BAF45c取代，后者合并成为神经元特异的BAF复合体为有丝分裂后的功能所必需。

由于miR-9* 和miR-124也控制多个调节神经元分化和功能的基因，研究人员认为这些小RNA可能与神经元命运有关。他们通过人成纤维细胞中miR-9/9* 和miR-124的表达诱导其转变成了神经元，该过程受NEUROD2的推动。此外，添加一些神经元转录因子ASCL1 和 MYT1L还可提高转化率和转化生成的神经元的成熟度，但如果表达这些转录因子不表达miR-9/9*-124 的话是没有效果的。该研究显示涉及miR-9/9*-124的遗传线路对神经元命运决定有指导作用。

（生物通：何嫱）