张春立团队发现单个蛋白质可促使成熟的脑细胞再生多种类型的细胞

　　

   

   

成人脑星形胶质细胞产生的干细胞样细胞(红色)。

德克萨斯大学西南分校的研究人员在《美国科学院院刊》(PNAS)的一项研究中报告称，一种蛋白质可以逆转成年脑细胞星形胶质细胞的发育时钟，将其转变为产生神经元和其他细胞类型的干细胞。这一发现可能会在某一天导致疾病或损伤后脑组织再生的方法。

研究负责人、合著者、分子生物学教授张春立（Chun-Li Zhang）博士说：“我们表明，对这部分脑细胞的命运进行重新编程是可能的，这使它们有可能重建受损的大脑。”

在发育过程中，哺乳动物干细胞很容易增殖，在整个大脑中产生神经元和细胞——称为胶质细胞——来帮助支持它们。神经胶质细胞通过完成清理废物和隔离神经纤维等基本工作，帮助维持最佳的大脑功能。然而，成熟的大脑在很大程度上失去了干细胞的能力。张博士解释说，成人大脑中只剩下两个小的再生区，即生态位，这使得它在受伤或疾病后自我修复的能力极其有限。

最近的研究表明，在某些脑损伤模型或基因操作后，神经胶质细胞可以被刺激产生神经元。张博士说，尽管这些发现很有希望，但再生健康的脑组织需要产生多种细胞类型，而不仅仅是神经元。

为了寻找刺激这种“多潜能”再生的方法，张博士和他的同事在成年小鼠大脑中使用基因工程技术，诱导胶质细胞的一个子集星形胶质细胞产生不同的转录因子，这些转录因子是控制细胞身份的关键蛋白质。这些实验表明，一种被称为DLX2的单一转录因子似乎可以将星形胶质细胞重新编程为能够产生神经元和多种神经胶质细胞亚型的神经干样细胞。

研究人员证实了这些发现，他们使用了一种被称为谱系追踪的技术，在这种技术中，他们跟踪被改变的星形胶质细胞的后代，随着它们的繁殖，以及标记分析，表明这些新细胞具有预期的神经元或胶质细胞的特性。与共同通讯作者Gary Hon博士团队合作，整体基因表达分析显示，促使星形胶质细胞产生DLX2似乎将它们重新编程为具有早期发育中的未成熟脑细胞和成人大脑再生龛中发现的细胞特征的干细胞。

张博士和他的同事们认为，DLX2有一天可能会被用作治疗创伤性脑损伤、中风和退行性疾病(如亨廷顿氏舞蹈病)的工具。张博士实验室的研究人员正计划在动物模型上研究这种方法。

参与这项研究的UT西南研究人员包括Sergio Cannanzi、Lei-Lei Wang和Yuhua Zou。其他参与者包括联合首席作者包括杜克大学饿Boxun Li；现供职于中国北京基因组研究所的Yunjia Zhang；现就读于中国北京大学的Chuanhui Han；现就读于中国清华大学的Yang-Xin Fu。