單一蛋白質(zhì)促使成熟腦細胞再生多種細胞類型

UT Southwestern 的研究人員在PNAS研究中報告說，一種單一的蛋白質(zhì)可以逆轉(zhuǎn)稱為星形膠質(zhì)細胞的成年腦細胞的發(fā)育時鐘，將它們轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生神經(jīng)元和其他細胞類型的干細胞樣細胞。這些發(fā)現(xiàn)有朝一日可能會導致一種在疾病或受傷后再生腦組織的方法。

研究負責人、共同通訊作者張春麗博士說：“我們表明，有可能對這部分腦細胞的命運進行重新編程，使它們有可能重建受損的大腦。” Peter O'Donnell Jr. 腦研究所的分子生物學教授和研究員。

在發(fā)育過程中，哺乳動物干細胞很容易增殖，在整個大腦和細胞中產(chǎn)生神經(jīng)元——稱為神經(jīng)膠質(zhì)細胞——幫助支持它們。神經(jīng)膠質(zhì)細胞通過執(zhí)行清理廢物和絕緣神經(jīng)纖維等基本工作來幫助維持最佳大腦功能。然而，成熟的大腦在很大程度上失去了干細胞的能力。張博士解釋說，成人大腦中只剩下兩個小的再生區(qū)或壁龕，這使得它在受傷或疾病后自愈的能力極其有限。

最近的研究表明，在某些腦損傷模型或基因操作后，可以促使神經(jīng)膠質(zhì)細胞產(chǎn)生神經(jīng)元。雖然這些發(fā)現(xiàn)很有希望，但再生健康的腦組織需要產(chǎn)生多種細胞類型，而不僅僅是神經(jīng)元，張博士說。

為了尋找一種刺激這種“多能”再生的方法，張博士和他的同事在成年小鼠大腦中使用了一種基因工程技術來誘導星形膠質(zhì)細胞(神經(jīng)膠質(zhì)的一個子集)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)錄因子，這些蛋白質(zhì)對于控制細胞身份至關重要。這些實驗表明，單個轉(zhuǎn)錄因子——一種稱為 DLX2 的蛋白質(zhì)——似乎將星形膠質(zhì)細胞重新編程為能夠產(chǎn)生神經(jīng)元和多種神經(jīng)膠質(zhì)細胞亞型的神經(jīng)干細胞樣細胞。

研究人員使用一種稱為譜系追蹤的技術證實了這些發(fā)現(xiàn)，在這種技術中，他們跟蹤改變的星形膠質(zhì)細胞的后代，因為它們繁殖，以及標記分析表明這些新細胞具有預期的神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細胞的身份。與共同通訊作者、婦產(chǎn)科助理教授、Cecil H. 和 Ida Green 生殖生物學科學中心和 Lyda Hill 生物信息學系的 Gary Hon 博士團隊合作，全球基因表達分析顯示促使星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生DLX2似乎將它們重新編程為干細胞樣細胞，具有發(fā)育早期發(fā)現(xiàn)的未成熟腦細胞和成人大腦再生生態(tài)位中發(fā)現(xiàn)的細胞的特征。

張博士和他的同事建議，DLX2 有朝一日可能被用作治療創(chuàng)傷性腦損傷、中風和退行性疾病(如亨廷頓病)的工具。張實驗室的研究人員正計劃在動物模型中研究這種方法。

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