來自德國癌癥研究中心(DKFZ)和海德堡干細胞研究所HI-STEM *的科學(xué)家們首次成功地將人體血細胞重新編程為以前未知類型的神經(jīng)干細胞。這些誘導(dǎo)的干細胞類似于在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的早期胚胎發(fā)育期間發(fā)生的干細胞。它們可以在培養(yǎng)皿中無限制地修飾和繁殖，并且可以代表再生療法發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

干細胞被認為是我們組織的全能者：它們可以無限繁殖，然后 - 如果它們是多能胚胎干細胞 - 產(chǎn)生所有可能的細胞類型。2006年，日本科學(xué)家Shinya Yamanaka認識到，這些細胞也可以在實驗室中生產(chǎn) - 來自成熟的體細胞。單獨的四種遺傳因子足以逆轉(zhuǎn)發(fā)育過程并產(chǎn)生與胚胎干細胞具有相同特性的所謂誘導(dǎo)多能干細胞(iPS)。Yamanaka因此發(fā)現(xiàn)于2012年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。

“這是干細胞研究的重大突破，”德國癌癥研究中心(DKFZ)的Andreas Trumpp和海德堡的HI-STEM主任說。“這尤其適用于德國的研究，在那里不允許生成人類胚胎干細胞。干細胞在基礎(chǔ)研究和旨在恢復(fù)患者病變組織的再生療法的開發(fā)方面具有巨大的潛力。重編程也與問題有關(guān)：例如，多能細胞可以形成種系腫瘤，即所謂的畸胎瘤。

另一種可能性是不要完全扭轉(zhuǎn)發(fā)展過程。Trumpp團隊第一次成功地對成熟的人類細胞進行了重編程，從而產(chǎn)生了一種可以幾乎無限繁殖的特定類型的誘導(dǎo)神經(jīng)干細胞。“我們使用了Yamanaka等四種遺傳因子，但我們的重編程使用了不同的遺傳因子，”該研究的第一作者Marc Christian Thier解釋道。“我們認為，我們的因素將允許重編程到神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的早期階段。”

過去，其他研究小組也將結(jié)締組織細胞重新編程為成熟神經(jīng)細胞或神經(jīng)前體細胞。然而，這些人工產(chǎn)生的神經(jīng)細胞通常不能擴增，因此幾乎不能用于治療目的。“通常，它是不同細胞類型的異質(zhì)混合物，在生理條件下可能不存在于體內(nèi)，”Andreas Trumpp解釋這些問題說。

來自因斯布魯克大學(xué)的干細胞研究員Frank Edenhofer和來自DKFZ和海德堡大學(xué)醫(yī)院的神經(jīng)科學(xué)家Hannah Monyer，Trumpp和他的團隊成功地重新編程了不同的人體細胞：皮膚或胰腺的結(jié)締組織細胞以及外周血細胞。 。“細胞的起源對干細胞的性質(zhì)沒有影響，”蒂爾說。特別地，在沒有侵入性干預(yù)的情況下從患者的血液中提取神經(jīng)干細胞的可能性是未來治療方法的決定性優(yōu)勢。

海德堡研究人員重編程細胞的特殊之處在于它們是一種同質(zhì)細胞類型，類似于在神經(jīng)系統(tǒng)胚胎發(fā)育過程中發(fā)生的神經(jīng)干細胞階段。“在早期胚胎大腦發(fā)育過程中，相應(yīng)的細胞存在于小鼠體內(nèi)，也可能存在于人體中，”蒂爾說。“我們在這里描述了哺乳動物胚胎中的一種新的神經(jīng)干細胞類型。

這些所謂的“誘導(dǎo)神經(jīng)板邊緣干細胞”(iNBSC)具有廣泛的發(fā)展?jié)摿?。海德堡科學(xué)家的iNBSC是可擴展和多能的，可以在兩個不同的方向發(fā)展。一方面，他們可以走向發(fā)育的道路，成熟的神經(jīng)細胞及其供應(yīng)細胞，神經(jīng)膠質(zhì)細胞，即成為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細胞。另一方面，它們也可以發(fā)育成神經(jīng)嵴的細胞，從中出現(xiàn)不同的細胞類型，例如外周敏感的神經(jīng)細胞或顱骨的軟骨和骨骼。

因此，iNBSC形成了為個體患者生成多種不同細胞類型的理想基礎(chǔ)。“這些細胞與供體具有相同的遺傳物質(zhì)，因此可能被免疫系統(tǒng)認為是”自我“，并且不被拒絕，”Thier解釋說。

正如科學(xué)家在他們的實驗中所表明的，CRISPR / Cas9基因剪刀可用于修飾iNBSC或修復(fù)遺傳缺陷。“因此，它們對于基礎(chǔ)研究和尋找新的活性物質(zhì)以及再生療法的開發(fā)都很有意義，例如在患有神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者中。但是，直到我們可以將它們用于患者，許多研究工作仍然是必要的，“特朗普強調(diào)說。