科學家將人類皮膚細胞直接成功轉化為運動神經元細胞

　　科學家們一直在嘗試開發治療神經變性疾病的新型療法，但目前他們并不能在實驗室中培養并且促進運動神經元的生長，運動神經元能夠驅動肌肉收縮，而且其損傷往往是引發多種嚴重疾病的原因，比如肌萎縮側索硬化、脊髓性肌萎縮等，所有這些疾病最終都會引發患者癱瘓并且過早死亡。

　　圖片來源：Daniel Abernathy

　　近日，一項刊登在國際雜志Cell Stem Cell上的研究報告中，來自華盛頓大學醫學院的研究人員通過研究將來自健康成年人機體中的皮膚細胞直接成功轉化成了運動神經元，而且并不需要經過干細胞狀態。這種新型技術能夠幫助研究者實現在實驗室中對人類中樞神經系統的運動神經元進行研究，并不像通常所研究的小鼠運動神經元那樣，研究人員無法對人體的運動神經元取樣進行研究。

　　當研究人員制造出多能干細胞時就能夠避免干細胞狀態，從而就能夠消除人們的倫理擔憂，多能干細胞類似于胚胎干細胞，其也能夠轉化成為多種類型的細胞；更重要的是，避免干細胞狀態也能夠促進運動神經元維持最原始皮膚細胞的“年齡”。當研究不同年齡段患者的神經變性疾病時，能夠維持運動神經元細胞的實足年齡非常關鍵。

　　研究者Andrew S.Yoo博士說道，這項研究中，我們利用來自20出頭至60多歲的健康成年人機體中的皮膚細胞進行研究，隨后揭示了小RNA分子如何同其它轉錄因子聯合使用來幫助制造特殊類型的神經元，比如運動神經元等；未來我們還將會對運動神經元障礙的患者機體中的皮膚細胞進行研究。研究者將人類皮膚細胞轉化成為其它類型細胞（比如神經元）的能力或許能夠幫助他們增強對多種神經變性疾病發病機制的理解，同時還能夠幫助開發新型療法來愈合受損傷的組織和器官等，這一研究領域稱之為再生醫學。

　　為了將皮膚細胞轉化為運動神經元，研究者將皮膚細胞暴露于大腦中高水平的分子信號中，此前研究中，研究者Yoo及同事通過研究發現，當暴露于兩種短片段RNA分子中時就能夠將人類皮膚細胞轉化成為神經元，這兩種microRNAs分子（miR-9和miR-124）主要參與細胞中遺傳物質的重新包裝。文章中，研究人員對這種重新包裝的過程進行了精細化地分析，清楚闡明了人類機體皮膚細胞如何被重編程為通用的神經元細胞，進而轉化成為特殊類型的神經元。

　　研究者發現了參與該過程的基因，但該基因一直會保持失活狀態直到形成正確的分子組合；當研究人員對多個組合進行實驗研究后，他們發現，將轉錄因子ISL1和LHX3信號加入到混合物中后就能夠在大約30天時間內將皮膚細胞轉化為脊髓運動神經元細胞。miR-9和miR-124以及轉錄因子ISL1和LHX3組合到一起后就能夠抑制制造皮膚組織的遺傳指令，轉而激活制造運動神經元的遺傳指令。

　　研究者發現，當暴露于相同的兩種microRNAs（miR-9和miR-124）以及不同的轉錄因子混合物后就能夠將皮膚細胞轉化成為不同類型的神經元細胞，在這種情況下，皮膚細胞就會轉變成為紋狀體中型多棘神經元，這種神經元細胞在亨廷頓氏癥患者機體中會被影響，而亨廷頓氏癥是一種致死性的遺傳障礙，其會引發中年人出現不自覺的肌肉運動和認知衰退等癥狀。

　　這項研究中，研究人員通過研究成功地將皮膚細胞轉化成為運動神經元，后期研究中他們還將對死亡患者所捐獻的神經元樣本組織進行研究來確定到底是哪些細胞能夠模擬人類機體中天生的運動神經元。