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人类首次将实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞

2010年01月29日08:22南方报业网-南方都市报任海军我要评论(0)
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人类首次将实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞

斯坦福大学干细胞生物学和再生医学研究所所长欧文·韦斯曼表示,直接将实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞,这项研究成果是“巨大飞跃”。

人类首次将实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞

领导这项研究的斯坦福大学医学院助理教授马里厄斯·韦尼希

美国斯坦福大学医学院研究人员27日宣布,他们在实验中绕过诱导多功能干细胞这一步骤,首次直接将实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞。这项成果对理解细胞分化及再生医学研究均具有重要意义。

皮肤细胞高效转化 研究人员首先选择了19个与细胞重组或神经发展有关的基因,然后利用慢病毒将这些基因植入来自实验鼠胚胎的皮肤细胞中。32天后,其中一些皮肤细胞开始向神经细胞转化。研究人员随后筛选出3个基因,并再次利用慢病毒将其植入来自成年实验鼠尾部的皮肤细胞。一周内,约20%的实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞。这些神经细胞不但可以表达神经蛋白,而且可与实验室中的其他神经细胞形成突触。

“我们对转化的时间和效率感到惊讶。”领导这项研究的斯坦福大学医学院助理教授马里厄斯·韦尼希说,“这比先转化为诱导多功能干细胞的步骤简单多了。” 这项研究成果27日发表在《自然》杂志网络版上。该研究目前尚处于动物研究阶段,不过研究人员已决定将利用人类皮肤细胞开展类似研究。

不需要先变干细胞 2007年11月,美国和日本科学家分别宣布发现将普通皮肤细胞转化为干细胞的方法,这样得到的干细胞称为诱导多功能干细胞。 诱导多功能干细胞指经过基因“重新编排”回归到胚胎干细胞的状态,从而具有类似胚胎干细胞分化能力的体细胞,其转化为特定功能的细胞一般需要数周,转化率一般在1%至2%之间。科学界此前普遍认为,将皮肤细胞转化为其他体细胞必然要经过诱导多功能干细胞阶段,该领域的研究也是近年来的科研热点之一。

诱导多功能干细胞绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等方面的诸多障碍,因此在医疗领域的应用前景非常广阔。提高诱导多功能干细胞的转化效率和安全性也是近年来科学界的研究重点之一。

韦尼希认为,他们的研究表明,多功能阶段可能只是细胞的多种状态之一,而并非皮肤细胞转化为其他细胞的必经之路。

斯坦福大学干细胞生物学和再生医学研究所所长欧文·韦斯曼表示,这项研究是“巨大飞跃”,为研究脑细胞功能紊乱提供了新方法,科学家可能最终仅在实验室托盘中就能研究帕金森氏症、阿尔茨海默氏症或遗传性精神病等病症。任海军 名词解释 干细胞 成年生物体内有多种体细胞,例如血液细胞、肌肉细胞、免疫细胞和神经细胞等,它们形态各异,具有不同的功能。干细胞则是未充分分化、具有自我更新和分化潜能的细胞。如果把体细胞比喻成具有一技之长的“专门人才”,干细胞就是尚不具备专门才能,但可以通过学习成才的“潜在人才”,可以分化为多种体细胞,分化一旦完成,其“职业”就确定了。

受精卵分裂发育成囊胚时内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞,它具有“全能”的发展潜力,可以分化成所有不同种类的体细胞。由于胚胎干细胞的“全能”性,仅从技术角度来说,用胚胎干细胞来培养人体组织和器官以治疗疾病是最理想的。 任海军 科技述评 直接转化体细胞再生医学掀热潮 找到可以诱导皮肤细胞向其他细胞转化的基因组合对理解细胞分化及再生医学研究均具有重要意义。

科学界最初认为,细胞分化是一种单向行为:胚胎干细胞分化成人体各类具有一技之长的细胞,一旦分化结束,这些“专门人才”的“职业”就确定了,无法再转变身份从事其他“职业”。

1997年,英国科学家利用体细胞培养出克隆羊“多莉”表明,在特定情况下,从事特定“职业”的细胞可以突破藩篱。

2007年,美国和日本科学家分别将普通皮肤细胞转化为诱导多功能干细胞。

斯坦福大学的研究进一步表明,细胞间转换“职业”或许并不需诱导多功能干细胞作为“中介”。

领导这项研究的斯坦福大学医学院助理教授马里厄斯·韦尼希表示,这项研究改变了他对细胞分化的认识。他不再将体细胞转化为诱导多功能干细胞的过程看做是细胞发展过程中的“反转”现象,而是倾向于认为,多功能阶段只是细胞分化的多种状态之一。他认为,找到所需的转录因子后,皮肤细胞最终有可能直接转化为所有类型的细胞。

其次,这项研究为再生医学开辟了新领域。诱导多功能干细胞可以转化为人体所需的各种器官和组织,在医疗领域的应用前景非常广阔,但其局限性也非常明显:转化时间较长;效率不高,一般在1%至2%之间;具有安全隐患——— 将皮肤细胞转化为诱导多功能干细胞的过程需要使用病毒,有引发癌症的风险。斯坦福大学的研究则显著提高了细胞间“职业”转换的效率,所需时间也较短,利用这一方法培养人体所需的器官和组织将来有可能成为再生医学的研究新热点。 任海军

(南方都市报)

[责任编辑:paulzou]

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