JBC：细胞转分化研究新突破

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JBC：细胞转分化研究新突破

来自中科院广州生物医药与健康研究院的研究人员，成功地将人类成纤维细胞直接转分化成为了神经元限制性前体细胞（Neuronal Restricted Progenitor，NRP），这一研究成果在线发表在2014年1月2日的《生物化学杂志》（JBC）上。
领导这一研究的是广州生物医药与健康研究院的赖良学（Liangxue Lai）研究员。其主要研究方向为人和动物胚胎干细胞的分离培养、转基因动物的建立、动物克隆及人类治疗性克隆。
重编程研究是近年来干细胞与再生医学领域中里程碑式的研究突破，打破了人胚胎干细胞研究带来的伦理桎梏，为再生医学临床应用带来了一片新天地，但诱导性多能干细胞（iPS细胞）制作过程繁琐，重编程效率偏低，且仍需如同胚胎干细胞一样，经过步步诱导分化而获得目的细胞，最关键的是，目的细胞的安全性问题，仍亟待解决。因此人们也在思考设法绕过这个多潜能阶段。直接转分化是指在一定条件下，将某一种成体终末分化细胞特定地转化为其他种类的终末分化细胞，且不经过多能性细胞阶段，又被称为谱系转换。直接转分化技术的出现翻开了再生医学的崭新一页。
在以往的研究中，科学家们采用不同的转录因子组合曾成功地将小鼠和人类成纤维细胞直接诱导为终末分化的神经元。但当他们将这些诱导神经元（iNS）移植到宿主体内时，发现由于iNS具有有限的增殖能力，只有少数的细胞能够存活及发挥功能。因此，iN的移植治疗效果并不理想。当前的许多研究都将焦点放在用成纤维细胞生成多谱系神经干细胞（NSCs）或神经祖细胞（NPs）上。NSCs或NPs可分化为神经元和胶质细胞这两种神经系统的主要细胞类型。然而，研究显示移植后NSCs更有可能分化为胶质细胞而非功能性的神经元，这不利于应用到神经元替换疗法中治疗神经退行性疾病。
在神经发生过程中，另一种叫做神经元限制性前体细胞（NRP，也叫做神经母细胞）的主要细胞类型能够增殖和迁移形成神经元，并且它不会转变为胶质细胞和其他的细胞类型。当注射到脑室下区(SVZ)时，NRPs能够广泛迁移并整合到大脑的不同区域，分化成各种神经元亚型，促成大脑可塑性及修复。然而，采用传统的方法从正常神经组织中获得良好纯化的细胞是一件困难且繁琐的事情，因而无法获得用于临床和商业用途的足够细胞。
在这篇新文章中，研究人员尝试建立了一种直接将人类胚胎成纤维细胞转化为人类诱导神经元限制性前体细胞(hiNRPs)的方法。通过采用三种因子Sox2、c-Myc和Brn2（或Brn4），他们在11天的时间内成功地将人类胚胎成纤维细胞直接转分化成为了人类hiNRPs。这些hiNRPs在细胞形态、多重神经元标记物表达、自我更新能力和全基因组转录谱等方面显示出独特的神经元特征。并且，这些hiNRPs能够分化为各种终末神经元，而非胶质细胞。 研究人员表示，能够利用体细胞直接生成hiNRPs，将有可能为采用细胞替换疗法治疗人类神经退行性疾病提供一个新的资源。