中国科学家两篇Cell Stem Cell同期发布重编程重大成果

  分别利用来自健康个体和阿尔茨海默氏症患者的人类细胞或小鼠细胞，来自中国的两个实验室独立地采用一种化合物鸡尾酒成功地将皮肤细胞转化成为了神经元。这两项研究均支持了这一观点：纯粹的化学方法是扩大细胞重编程研究的一种有前景的途径，并有可能避开与更流行的转录因子方法相关的一些技术挑战和安全问题。两篇研究论文同期发布在8月6日的《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上。
  迫使细胞改变身份面临的其中一个挑战就是，你最终得到的这些细胞有可能看起来正常，却与天然形成的细胞具有不同的内部活性。
  这两篇研究论文均证实，在采用化学鸡尾酒生成的神经元中检测到了与转录因子诱导神经元相似的基因表达、动作电位和突触形成。两个研究小组均采用了7个小分子的混合物，但由于他们聚焦的是不同的物种，配方有所不同。
  第一项研究是由上海生命科学研究院和同济大学的裴钢（Gang Pei）院士及和赵简(Jian Zhao)博士共同领导。赵简说：“我们发现采用我们的化学策略诱导转化过程，伴随一些皮肤细胞特异性基因下调及一些神经元转录因子表达增高。通过协调多个信号通路，这些小分子调节了神经元转录因子基因的表达，由此促进了向神经细胞转变。”作者们补充说，这种直接转换绕过了中间祖细胞阶段，避开了其他重编程方法的一些安全问题。
  这篇研究论文还证实了，采用纯化学方案可以让阿尔茨海默氏症患者的皮肤细胞生成神经元。当前大多数利用患者干细胞的研究工作，都是采用影响细胞中基因表达的转录因子来生成诱导多能干细胞。尽管化学细胞重编程被视为是可用于疾病建模的一种替代方法，甚至是神经系统疾病一种潜在的细胞替代疗法，当前仍然在进行“概念验证”。
  第二篇论文的共同作者、北京大学干细胞研究中心邓宏魁（Hongkui Deng）教授说：“相比于采用转基因重编程因子，这种化学方法中采用的小分子可透过细胞；节约成本；且容易合成、保存和标准化；并且它们的效应是可逆的。此外，可通过调整浓度和持续时间来微调使用这些小分子，这一方法绕过了遗传操控的一些技术挑战和安全问题，在未来可能具有广阔的应用前景。”
  在过去的4年里，邓宏魁与北京大学的柴真（Zhen Chai）教授和赵扬（Yang Zhao）博士合作，发现了一些可以生成化学诱导小鼠神经元的小分子。多年来研究人员一直在接近成功，但完成转化总是需要一个转录因子。通过许多次的化学筛查他们确定了一个关键成分：I-BET151，其发挥作用抑制了皮肤细胞中的转录。随后他们发现了转化后让神经元发育成熟的正确步骤和条件。
  两篇论文的作者们均提出了一个共同的目标，就是要更多地了解化学诱导重编程背后的生物学，制定出更有效的实验方案。尽管他们的成功带来了希望。，但仍有一些障碍要去克服。
  邓宏魁说：“我们希望在未来，化学方法将会更强有力地诱导出功能性成熟神经元。此外，我们正在尝试采用纯化合物生成一些用于转化医学的特异神经元亚型和患者特异性的功能神经元。”
  赵简博士说：“采用相似的化学方法，稍加改动的化学鸡尾酒应该有可能可以生成不同的神经元亚型。此外，还需要探索在具有神经系统疾病或遭受损伤的活体生物中，采用化学鸡尾酒是否可以诱导出功能性神经元。”
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