單一蛋白質(zhì)促使成熟腦細(xì)胞再生多種細(xì)胞類型

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

研究負(fù)責(zé)人、共同通訊作者張春麗博士說：“我們表明，有可能對(duì)這部分腦細(xì)胞的命運(yùn)進(jìn)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(xué)教授和研究員。

在發(fā)育過程中，哺乳動(dòng)物干細(xì)胞很容易增殖，在整個(gè)大腦和細(xì)胞中產(chǎn)生神經(jīng)元——稱為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞——幫助支持它們。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)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(xì)胞的能力。張博士解釋說，成人大腦中只剩下兩個(gè)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(xì)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(xì)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(shù)來誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞(神經(jīng)膠質(zhì)的一個(gè)子集)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)錄因子，這些蛋白質(zhì)對(duì)于控制細(xì)胞身份至關(guān)重要。這些實(shí)驗(yàn)表明，單個(gè)轉(zhuǎn)錄因子——一種稱為 DLX2 的蛋白質(zhì)——似乎將星形膠質(zhì)細(xì)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(xì)胞亞型的神經(jīng)干細(xì)胞樣細(xì)胞。

研究人員使用一種稱為譜系追蹤的技術(shù)證實(shí)了這些發(fā)現(xiàn)，在這種技術(shù)中，他們跟蹤改變的星形膠質(zhì)細(xì)胞的后代，因?yàn)樗鼈兎敝常约皹?biāo)記分析表明這些新細(xì)胞具有預(yù)期的神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)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(xué)科學(xué)中心和 Lyda Hill 生物信息學(xué)系的 Gary Hon 博士團(tuán)隊(duì)合作，全球基因表達(dá)分析顯示促使星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生DLX2似乎將它們重新編程為干細(xì)胞樣細(xì)胞，具有發(fā)育早期發(fā)現(xiàn)的未成熟腦細(xì)胞和成人大腦再生生態(tài)位中發(fā)現(xiàn)的細(xì)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(fēng)和退行性疾病(如亨廷頓病)的工具。張實(shí)驗(yàn)室的研究人員正計(jì)劃在動(dòng)物模型中研究這種方法。

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