PNAS揭示：從T細胞到神經(jīng)元的一步式過程

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來源：生物探索

2018-06-11

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(fā)現(xiàn)——科學家們成功將血液中的免疫細胞直接轉(zhuǎn)化成有功能的神經(jīng)元。

這一戲劇性的轉(zhuǎn)變并不需要細胞經(jīng)歷多能化（pluripotency）的狀態(tài)，而是采用了更直接的方式——轉(zhuǎn)分化（transdifferentiation）。

這種轉(zhuǎn)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(jīng)元——無論是新鮮還是先前冷凍存儲的血液樣本，都可以實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變。研究人員認為，這一策略極大地增加了對神經(jīng)類疾?。ɡ?*分裂癥、自閉癥）研究的機會。

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

轉(zhuǎn)分化技術

基于誘導性多能干細胞構(gòu)建的人類細胞模型已經(jīng)被證實是研究疾病機制的有力“源泉”，但是對于基因復雜的神經(jīng)類疾病而言，需要納入數(shù)以百計的個體，以確定數(shù)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干細胞需要復雜的重編程過程，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(zhuǎn)分化技術最初是由Wernig團隊于2010年開發(fā)出來的，他們成功將小鼠的皮膚細胞轉(zhuǎn)分化成神經(jīng)元，避免了先要把成熟細胞誘導成多能干細胞的步驟。

雖然直接將皮膚細胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元是可能的，但是皮膚細胞首先需要在實驗室培養(yǎng)一段時間，直至它們的數(shù)量增加。這一過程很可能會導致基因突變，而且最初的細胞并不存在這些突變。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(jīng)元的方法？

新研究

在最新的研究中，Wernig團隊“鎖定”了在血液中循環(huán)的T細胞（負責識別、消滅入侵源和癌變細胞）。神經(jīng)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(fā)現(xiàn)，它們之間可以快速轉(zhuǎn)變——在短短幾天內(nèi)，他們就可以簡單地將T細胞轉(zhuǎn)變成功能神經(jīng)元，且不需要細胞擴增。

盡管由此而產(chǎn)生的人類神經(jīng)元并不完美，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(yōu)化這一技術，同時他們開始收集自閉癥兒童的血液樣本。“幾十年來，我們幾乎沒有關于自閉癥起源或治療的有效線索?，F(xiàn)在，我們終于能夠開始回答一些問題了。” Wernig暢想道。

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