趕超「重編程」？PNAS揭示：從T細胞到神經元的「一步式」過程

通常，將一種成熟的體細胞轉變成另一種無論在形態、功能上都截然不同的另一種體細胞，需要經歷將細胞重編程返回多能狀態的步驟。現在，斯坦福大學醫學院的科學家們找到一種方法，可以直接實現細胞的轉變，繞開了誘導性多能幹細胞的繁瑣過程。

圖片來源：CC0 Public Domain

6月4日，PNAS期刊一篇題為「Transdifferentiation of human adult peripheral blood T cells into neurons」的文章揭示了這一發現——科學家們成功將血液中的免疫細胞直接轉化成有功能的神經元。

這一戲劇性的轉變並不需要細胞經歷多能化（pluripotency）的狀態，而是採用了更直接的方式——轉分化（transdifferentiation）。

這種轉化方式具有相對較高的效率——1毫升血液可生成多達5萬個神經元——無論是新鮮還是先前冷凍存儲的血液樣本，都可以實現這一轉變。研究人員認為，這一策略極大地增加了對神經類疾病（例如精神分裂症、自閉症）研究的機會。

「血液是最容易獲取的生物樣本之一。」 斯坦福大學幹細胞生物學和再生醫學研究所的病理學副教授Marius Wernig博士表示，「幾乎所有在醫院就診的患者都會留下血樣，這些血樣通常會被冷凍並儲存起來以備將來的研究。」

https://doi.org/10.1073/pnas.1720273115

01

轉分化技術

基於誘導性多能幹細胞構建的人類細胞模型已經被證實是研究疾病機制的有力「源泉」，但是對於基因複雜的神經類疾病而言，需要納入數以百計的個體，以確定數十種或者更多疾病相關突變的影響。「從大量的患者中獲取誘導性多能幹細胞需要複雜的重編程過程，且成本高昂，此外，獲取皮膚細胞是一個侵入性的過程。」 Wernig解釋道。

轉分化技術最初是由Wernig團隊於2010年開發出來的，他們成功將小鼠的皮膚細胞轉分化成神經元，避免了先要把成熟細胞誘導成多能幹細胞的步驟。

雖然直接將皮膚細胞轉化為神經元是可能的，但是皮膚細胞首先需要在實驗室培養一段時間，直至它們的數量增加。這一過程很可能會導致基因突變，而且最初的細胞並不存在這些突變。研究人員想知道：是否有一種更簡單、有效的生成患者特有神經元的方法？

02

新研究

在最新的研究中，Wernig團隊「鎖定」了在血液中循環的T細胞（負責識別、消滅入侵源和癌變細胞）。神經細胞是一種長而細的細胞，負責傳遞電信號。雖然這兩類細胞在形狀、位置以及生物學使命上大不相同，但是研究人員意外發現，它們之間可以快速轉變——在短短几天內，他們就可以簡單地將T細胞轉變成功能神經元，且不需要細胞擴增。

儘管由此而產生的人類神經元並不完美，缺乏形成成熟突觸或者連接的能力，但是它們具備主要的基本功能。下一步，Wernig團隊希望能夠進一步優化這一技術，同時他們開始收集自閉症兒童的血液樣本。「幾十年來，我們幾乎沒有關於自閉症起源或治療的有效線索。現在，我們終於能夠開始回答一些問題了。」 Wernig暢想道。

責編：艾曼

End

參考資料：1）Researchers transform human blood cells into functional neurons

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！