科學家利用小分子化合物將成人星形膠質細胞轉變為神經細胞

2月16日，《幹細胞報道》（Stem Cell Reports）在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所裴鋼研究組的研究論文Direct Generation of Human Neuronal Cells from Adult Astrocytes by Small Molecules，報道了利用小分子化合物組合實現將成人星形膠質細胞直接轉變為神經細胞的研究成果。

星形膠質細胞是大腦內存在的數量最多的細胞類型，與神經元具有相同的祖細胞，在大腦受到損傷時能夠增殖，因此它被認為是再生神經元理想的起始細胞。之前的研究已經證明外源性過表達特定的轉錄因子（例如NeuroD1，Sox2等）能夠將星形膠質細胞在體外以及體內轉變為神經細胞，但這些外源基因的表達都藉助於整合型的病毒載體，具有很大的局限性。近年來，利用可滲透細胞、生物學效果可逆可微調的小分子化合物替代外源轉錄因子實現細胞命運的轉變越來越受到關注和應用。之前該組已成功地利用特定的小分子化合物組合將小鼠成纖維細胞轉變為神經祖細胞、將人的成纖維細胞和小鼠的星形膠質細胞轉變為神經細胞。

之前有報道胎兒星形膠質細胞能夠被特定的化合物組合轉變為神經細胞，這項研究進一步證明了與胎兒星形膠質細胞具有不同特徵的成人膠質細胞也能夠在特定條件下被化合物組合轉變為神經細胞。這些通過化合物誘導獲得的神經細胞具有神經元的細胞形態，表達神經元特異的基因，具有神經元的電生理活性。通過轉錄組測序進一步驗證了獲得的神經細胞與胚胎幹細胞分化得到的神經細胞具有相類似的基因表達譜。把誘導獲得的神經細胞移植到新生小鼠的腦內後，這些細胞可以在腦內存活並且成熟。這些結果證明了成人來源的星形膠質細胞能夠被誘導為神經細胞，為神經元的再生提供了新的思路和策略。

該工作與浙江大學教授沈立合作完成，得到復旦大學教授禹永春和第三軍醫大學教授卞修武等的大力支持，得到科技部、教育部等機構的經費支持和國家蛋白質科學研究（上海）設施的技術支持。

圖：小分子化合物將成人星形膠質細胞誘導為神經細胞，獲得的神經細胞具有神經元的細胞形態、表達神經元特異的基因、具有神經元的電生理活性和與胚胎幹細胞分化得到的神經細胞相類似的基因表達譜。

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