來自臍帶血細胞的神經(jīng)元可能代表新的治療選擇
20多年來,醫(yī)生們一直在使用胎盤和臍帶中殘留的血液細胞來治療各種疾病,從癌癥、免疫疾病到血液和代謝疾病?,F(xiàn)在,索爾克生物研究所的科學家們已經(jīng)找到一種新的方式使用一個單一的蛋白質(zhì),稱為轉(zhuǎn)錄因子臍帶血細胞(CB)轉(zhuǎn)換成neuron-like細胞可能有價值的治療范圍廣泛的神經(jīng)疾病,包括中風、創(chuàng)傷性腦損傷和脊髓損傷。
研究人員證明,這些CB細胞來自胚胎生殖細胞的中間層中胚層,可以轉(zhuǎn)化為外胚層細胞,即大腦、脊髓和神經(jīng)細胞的外層細胞。索爾克基因表達實驗室教授胡安•卡洛斯•伊茲皮蘇亞•貝爾蒙特(Juan Carlos Izpisua Belmonte)領導了該研究小組。貝爾蒙特表示:“這項研究首次表明,通過單一轉(zhuǎn)錄因子的強制表達,純?nèi)祟惸殠а毎梢灾苯愚D(zhuǎn)化為神經(jīng)細胞譜系。”這項研究是與索爾克的遺傳學實驗室教授弗雷德h蓋奇(Fred H. Gage)及其團隊合作進行的,于7月16日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上。
Gage說:“以前的研究需要多種轉(zhuǎn)錄因子才能將皮膚細胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元,而我們的方法只需要一種轉(zhuǎn)錄因子就能將CB細胞轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)元。”
索爾克的研究人員利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將Sox2(一種在神經(jīng)發(fā)育中起開關作用的轉(zhuǎn)錄因子)引入CB細胞。在實驗室培養(yǎng)之后,他們發(fā)現(xiàn)了表達神經(jīng)元標記的細胞群。通過各種測試,他們確定這種被稱為“誘導類神經(jīng)細胞”(iNC)的新細胞能夠傳遞電脈沖,表明這些細胞是成熟的功能性神經(jīng)元。此外,他們將注入sox2的CB細胞轉(zhuǎn)移到小鼠大腦中,發(fā)現(xiàn)它們整合到現(xiàn)有的小鼠神經(jīng)網(wǎng)絡中,能夠像成熟的功能性神經(jīng)元一樣傳遞電信號。
“我們還表明,CB-derived神經(jīng)元細胞在一定條件下可以擴展和分化成仍然保留能力更成熟的神經(jīng)元在實驗室和一只老鼠的大腦,”李莫說,一個科學家在Belmonte實驗室和co-first作者在紙上與亞歷山德拉Giorgetti,再生醫(yī)學中心,在巴塞羅那,卡羅爾Marchetto計的實驗室。”盡管細胞特定世代維系的例子中,我們開發(fā)了沒有運動神經(jīng)元或中腦神經(jīng)元——我們希望在未來產(chǎn)生臨床上相關的神經(jīng)元亞型。
重要的是,Marchetto說,“我們可以在未來使用這些細胞來建模神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如自閉癥、精神分裂癥、帕金森癥或阿爾茨海默病。”
Giorgetti說,臍帶血細胞比其他類型的干細胞有許多優(yōu)勢。首先,它們不是胚胎干細胞,因此沒有爭議。它們比來自骨髓等來源的成年干細胞更具可塑性或柔韌性,這可能使它們更容易轉(zhuǎn)化為特定的細胞系。采集的CB細胞安全無痛,對供者無危險,可儲存在血庫中供以后使用。
“如果我們的方案被開發(fā)成臨床應用,它將有助于未來的細胞替代療法,”李說。“你可以搜索全國所有的臍帶血庫來尋找合適的匹配。”
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