人類(lèi)皮膚細胞直接轉化為運動(dòng)神經(jīng)元
新技術(shù)可以幫助治療導致癱瘓的疾病
圖片所示的運動(dòng)神經(jīng)元是從42歲健康女性的皮膚細胞中轉化而來(lái)的。
最近好消息不斷，續旱前美國北卡羅來(lái)那州杜克大學(xué)已經(jīng)研發(fā)成功的人體骨骼肌肉后，（內容可參考這篇文章）
https://user.qzone.qq.com/1985956344/blog/1515526216）。今天又傳來(lái)了圣路易斯華盛頓大學(xué)醫學(xué)院的科學(xué)家，已經(jīng)成功用健康成人的皮膚細胞直接轉化為運動(dòng)神經(jīng)元。
但ALS病因是由運動(dòng)神經(jīng)元病變而累及肌肉，把最好的肌肉移植到體內，也會(huì )由于運動(dòng)神經(jīng)元病變的累及，起不了多大作用，最終一樣會(huì )痿縮掉，同樣道理，這次研發(fā)成功的人體運動(dòng)神經(jīng)元，如果找不到引起疾病的根源，也許是徒勞無(wú)功，所以現在萬(wàn)事俱備只欠一步，這一步之遙就是要找到原兇，過(guò)去研究運動(dòng)神經(jīng)元病最大的難題是，找不到人類(lèi)活體運動(dòng)神經(jīng)元進(jìn)行對比研究，也模擬不出運動(dòng)神經(jīng)元是怎樣受到病毒傷害，一切研究就如盲人摸象各有說(shuō)法，這次發(fā)現科學(xué)家就可以利用這些活體運動(dòng)神經(jīng)元，模擬出運動(dòng)神經(jīng)元進(jìn)行研究，就可以加快和更有效地找出問(wèn)題所在。
另一個(gè)巨大作用就是，這些研發(fā)都是用人體皮膚細胞、經(jīng)過(guò)重新編程培養成為多功能細胞，通過(guò)這些多功能細胞就能培育出人體各種器官，就如參與研發(fā)的Andrew S. Yoo博士所說(shuō)：“將來(lái)通過(guò)這種多功能細胞直接植入人體，經(jīng)過(guò)正確的引導，人類(lèi)將來(lái)就像是裝修舊房子那樣，隨意改換人體內部的器官?！边@種治愈受損組織和更換器官的新方法，就是人類(lèi)夢(mèng)寐以求再生醫學(xué)得以成真。
在新一期Cell Stem Cell雜志上發(fā)表了這一振奮人心的消息，科學(xué)家們已經(jīng)研發(fā)出，用人類(lèi)皮膚細胞直接轉化為運動(dòng)神經(jīng)元的新方法，該技術(shù)是由圣路易斯華盛頓大學(xué)醫學(xué)院開(kāi)發(fā)，因為這項技術(shù)的出現，被稱(chēng)為世界五大絕癥的肌萎縮性側索硬化、運動(dòng)神經(jīng)元損傷等病根治得以成真。
圣路易斯華盛頓大學(xué)醫學(xué)院的科學(xué)家已經(jīng)將，健康成人的皮膚細胞，直接轉化為運動(dòng)神經(jīng)元，該技術(shù)使得在實(shí)驗室中，模擬人類(lèi)中樞神經(jīng)系統的運動(dòng)神經(jīng)元疾病成為可能。
過(guò)去在研發(fā)神經(jīng)退行性疾病治療方法時(shí)，最大的問(wèn)題是不易取得人類(lèi)活體運動(dòng)神經(jīng)元進(jìn)行研究，所以研究受到嚴重阻礙遲滯不前。
人類(lèi)的運動(dòng)神經(jīng)元又與通常用來(lái)研究的小鼠運動(dòng)神經(jīng)元不大相同，現在有了這項技術(shù)后，就可以在實(shí)驗室中培養出人類(lèi)運動(dòng)神經(jīng)元，加快研究出運動(dòng)神經(jīng)元病變的根本原因，從而找到治療方法。
該項技術(shù)是從患者身上的皮膚細胞轉變而來(lái)，避免干細胞組織從胚胎而來(lái)所產(chǎn)生的倫理問(wèn)題，避免干細胞原始性狀態(tài)問(wèn)題，更重要的是，可以使運動(dòng)神經(jīng)元保留原始皮膚細胞的年齡，從而保持患者的細胞年齡。在研究發(fā)現不同年齡階段患者中，每個(gè)神經(jīng)退行性疾病發(fā)展和惡化有些長(cháng)達數十年，很多人到四、五十歲才發(fā)病，保持這些細胞的年齡對研究是至關(guān)重要的。
有參與研究的發(fā)育生物學(xué)助理教授A(yíng)ndrew S. Yoo博士說(shuō)：“在這項研究中，我們只使用健康成年人的皮膚細胞，年齡從20歲到60歲不等，我們的研究揭示了小RNA分子如何與其他稱(chēng)為轉錄因子的細胞信號一起產(chǎn)生特定類(lèi)型的神經(jīng)元。今后，我們想研究如何從運動(dòng)神經(jīng)元病患者的皮膚細胞中，進(jìn)行復制用源自病人的神經(jīng)元，并對疾病的遲發(fā)性方面進(jìn)行建立模型，從而更好地了解病情。
Yoo說(shuō)：“將來(lái)會(huì )通過(guò)多能干細胞回注到病人身上，就像是拆除房子那樣，從頭建立一個(gè)新的房子。我們現在做的更像是在裝修房子，我們只是轉換了內部某些有問(wèn)題的東西，但留下原來(lái)的結構，這保留了我們想研究的老化的成年神經(jīng)元的特征?！?div style="height:15px;">
科學(xué)家將人類(lèi)皮膚細胞轉化為其他細胞類(lèi)型（如神經(jīng)元）的能力有可能增強對疾病的認識，并導致找到治愈、更換受損組織和器官的新方法，這一領(lǐng)域被稱(chēng)為再生醫學(xué)。
人類(lèi)皮膚細胞（上圖）從一個(gè)健康的成年人身上取樣，然后轉換成不同類(lèi)型的神經(jīng)元。（圖片：Daniel Abernathy）
為了將皮膚細胞轉化為運動(dòng)神經(jīng)元，研究人員將皮膚細胞暴露于通常在腦中高水平存在的分子信號。Yoo和他的同事在過(guò)去的研究發(fā)現“我們的研究揭示了小RNA分子如何與其他細胞信號一起工作來(lái)產(chǎn)生特定類(lèi)型的神經(jīng)元，未來(lái)我們希望研究運動(dòng)神經(jīng)元疾病患者的皮膚細胞。轉化成患者病癥的神經(jīng)元，來(lái)模擬疾病情找到病因。
在這項新的研究中，研究人員對這個(gè)重新包裝過(guò)程進(jìn)行了廣泛的描述，詳細說(shuō)明了如何將皮膚細胞重新編程，成為普通神經(jīng)元，然后將其引導到特定類(lèi)型的神經(jīng)元中。他們發(fā)現，參與這個(gè)過(guò)程的基因已經(jīng)準備好了，但是保持不活躍，直到提供正確的分子組合。研究人員在對多種組合進(jìn)行了大量實(shí)驗之后發(fā)現，在混合物中增加兩種信號（稱(chēng)為ISL1和LHX3的轉錄因子）可在30天左右將皮膚細胞轉變?yōu)榧顾柽\動(dòng)神經(jīng)元。
據Yoo和該研究的第一個(gè)報告，信號組合microRNAs miR-9和miR-124加上轉錄因子ISL1和LHX3，告訴細胞折疊制造皮膚的基因說(shuō)明并展開(kāi)制造運動(dòng)神經(jīng)元的指示。作者Daniel G. Abernathy和Matthew J. McCoy，Yoo實(shí)驗室的博士生; 和博士后研究助理Woo Kyung Kim博士。
Yoo研究小組的另一項研究表明，接觸相同的兩種microRNAs，miR-9和miR-124，加上不同的轉錄因子混合物，可以使皮膚細胞變成另一種類(lèi)型的神經(jīng)元。在那種情況下，皮膚細胞成為紋狀體中等多分枝的神經(jīng)元。
在這項新的研究中，研究人員表示，轉換后的運動(dòng)神經(jīng)元與正常的小鼠運動(dòng)神經(jīng)元相比，它們的功能方面都是相當完美的?，F在科學(xué)家們重點(diǎn)研究這些細胞是否與天然的人類(lèi)運動(dòng)神經(jīng)元完美匹配，需要確定這些細胞如何精確地模擬天然的人類(lèi)運動(dòng)神經(jīng)元，但面臨最大的困難是，如何從活著(zhù)的成年人身上取得運動(dòng)神經(jīng)元樣品，現在所有研究神經(jīng)元樣品都是從死后捐獻而來(lái)。
