Cell Stem Cell: 利用CRISPR实现细胞直接重编程

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2016年8月15日 来源:生物通

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  研究人员利用一种革命性的遗传工程新技术:CRISPR,将从小鼠结缔组织中分离出来的细胞直接转变成了神经元细胞。这项研究发布在8月11日的《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上。

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生物通报道  研究人员利用一种革命性的遗传工程新技术:CRISPR,将从小鼠结缔组织中分离出来的细胞直接转变成了神经元细胞。这项研究发布在8月11日的《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上。

2006年,京都大学前沿医学科学所的山中伸弥(Shinya Yamanaka)教授,发现了将成人结缔组织细胞——成纤维细胞逆转为可分化为所有细胞类型的不成熟干细胞的方法。因在研究和医学中显示出的前景,这些所谓的诱导多能干细胞让山中伸弥仅在6年后即获得了诺贝尔医学奖。

自那以后,研究人员已发现了其他的一些方法让细胞在不同类型之间转换。这主要是通过导入许多额外拷贝的“主开关”基因,生成一些蛋白开启负责生成一种特定细胞类型的整个遗传网络而做到的。

现在,杜克大学的研究人员开发出了一种策略避开了对额外基因拷贝的需求。通过利用一种改造版的CRISPR遗传工程技术直接开启了存在于基因组中的自然拷贝。

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这些早期的结果表明,新转化的神经元细胞比采用将新基因永久添加到基因组中去的方法显示更彻底、更持久的转化。这些细胞可以用来建立神经系统疾病模型,发现新疗法,开发出个体化药物,并有可能在未来实施细胞治疗。

杜克大学生物分子与组织工程学中心主任、生物医学工程学副教授Charles Gersbach说:“这一技术在科学和医学上有着许多的应用。例如,我们对于大多数人的神经元将会如何响应一种药物或许会有一个大概的印象,但我们并不知道你那具有特殊遗传学的特异性神经元将会如何响应药物。取得你的大脑活组织标本测试你的神经元并不可取。但如果我们可以从你的手臂取得皮肤细胞,将它转化为神经元,然后用各种药物组合来处理它,我们就可以确定一种最佳的个体化治疗。”

Gersbach实验室研究生Joshua Black说:“有效生成稳定,且与你的真正神经元具有相似遗传编程的神经元是一个挑战。这一直是该领域一个重要的障碍。”

在上世纪50年代,作为发育生物学奠基人物的英国发育生物学家Conrad Waddington提出,可以将不成熟的干细胞分化为特定成体细胞类型视作为,沿着脊形山脉一侧向下滚到众多山谷其中的一个里面。每一条路径细胞都走下一个特定的斜坡,其最终目的地的选项变得更加的有限。

如果你想改变目的地,一种选项就是将细胞垂直推回到山上——这就是重编程细胞成为诱导多能干细胞背后的想法。另一种选项就是将它水平向上推,翻过一座小山,直接进入到另一个山谷中。

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