两篇文章Nature子刊:转分化技术应用进展

【字体: 时间:2013年05月20日 来源:生物通

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  利用转分化技术生成病患自身的少突胶质前体细胞,修复多种神经疾病中髓鞘损伤问题,这一治疗方法通过近期的两项研究论证,也许将会带来巨大的治疗潜力。

  

生物通报道:利用转分化技术生成病患自身的少突胶质前体细胞,修复多种神经疾病中髓鞘损伤问题,这一治疗方法通过近期的两项研究论证,也许将会带来巨大的治疗潜力。

少突胶质细胞(Oligodendrocyte)是大脑和脊髓中鞘磷脂的来源,这种细胞的前体就是少突胶质前体细胞(OPCs)。髓鞘细胞为大脑神经元提供了一个重要的隔绝膜,保护神经元并使大脑脉冲传递到全身。在多发性硬化病患、脑瘫病患和罕见的脑白质营养不良症病患体内,髓鞘细胞受到了破坏而且无法被取代。

科学家们希望能通过恢复这些丢失的髓鞘细胞,从而扭转了这些疾病引起的损害。但是目前面临的主要挑战之一,就是OPSs是一种中枢神经系统成熟细胞,主要出现在发育的晚期。

来自凯斯西储大学的研究人员和斯坦福大学的研究人员近期分别在Nature Biotechnology杂志上发表文章,指出利用直接重编程(direct reprogramming),也就是转分化技术,可以治疗髓鞘相关疾病。

转分化是指一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的技术,如水母横纹肌细胞经转分化可形成神经细胞、平滑肌细胞、上皮细胞,甚至可形成刺细胞。

在第一篇文章中,研究人员就直接将鼠的皮肤细胞变为少突胶质细胞前体细胞,他们利用三个天然出现的蛋白的层次,获得了大量的诱导少突胶质前体细胞(iOPCs)。而且更重要的是,研究人员发现在将这些细胞移植进入大鼠和小鼠体内后,能在神经周围产生新的髓磷脂包层。这表明这种细胞能分化成正常的髓鞘细胞,未来也许能用于治疗人类的髓磷脂失调等疾病。

此外利用病患来源的皮肤细胞,研究人员就能生成与病人天然OPSs遗传上一致的OPCs,这能避免免疫排斥问题。

这一方法证明当三个基因(Ascl1,Brn2和Myt1l)同时转入到小鼠皮肤细胞后,在不到一周的时间内,就有大约20%的细胞被诱导成了神经细胞。这些细胞不光看上去像神经元,而且还表达神经元所特有的蛋白,并且能互相或者与正常小鼠的大脑皮层细胞形成神经突触并传导信号。由此确认了转化的细胞具有完全的成熟神经细胞的功能。

另外一项研究中,研究人员也成功实现了将皮肤细胞直接转化为少突胶质前体细胞,研究人员通过操纵三种转录因子进行重编程,成功诱导成纤维细胞,使其转变为少突胶质前体细胞OPC。这些前体细胞至少能在体外传代五次,并同时保持着分化能力。

研究人员在此基础上获得了大量的诱导型少突胶质前体细胞(iOPC),并将这些细胞移植到小鼠体内。研究显示这些前体细胞能够在小鼠模型中,再生出包裹神经的新髓鞘。这一结果展示了,该技术治疗人类髓鞘疾病的潜力。

此前,人们只能通过胚胎组织或多能干细胞来获得OPC和少突胶质细胞,不过这些技术存在一定的局限,比如无法快速获得安全有效的功能性少突胶质细胞,阻碍了髓鞘修复领域的发展。(生物通:万纹)

原文摘要;

iOPs: A New Tool for Studying Myelin Pathologies?

Generating patient-specific oligodendrocyte progenitors capable of repairing myelination defects observed in multiple neurological afflictions holds great therapeutic potential. Recently in Nature Biotechnology, Najm et al., 2013 and Yang et al., 2013 generated these progenitors by direct reprogramming, bringing us closer to their use in disease analysis and autologous transplantation strategies.

Generation of oligodendroglial cells by direct lineage conversion

Transcription factor–mediated reprogramming of fibroblasts to expandable, myelinogenic oligodendrocyte progenitor cells

 

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