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人类神经胶质细胞重编程为神经元生成细胞

开心的月饼 2023-12-04 08:50:57 生活常识

在人类和其他哺乳动物中,由于创伤或疾病而导致视网膜神经元丧失是一个不可逆转的过程,可能导致失明。但与人类不同的是,一些动物(例如鱼类)具有通过将另一种视网膜细胞类型(称为穆勒胶质细胞(MG))转化为神经祖细胞来自发再生视网膜神经元的能力。由华盛顿大学的一个团队领导的研究现已表明,在实验室环境中,人类穆勒神经胶质细胞也可以被诱导改变其身份,从而有可能为治疗视力丧失提供新的神经元来源。“总的来说,我们的研究提供了一个原理证明,即人类神经胶质细胞可以被重新编程为能够产生新神经元的细胞,”研究负责人ThomasReh博士说。“这开辟了一种全新的方法来修复因疾病或创伤而失去神经元的人的视网膜。”

人类神经胶质细胞重编程为神经元生成细胞

Reh与第一作者JulietteWohlschlegel博士及其同事在干细胞报告中发表了一篇题为“ASCL1诱导人类穆勒胶质细胞神经发生”的论文,报告了他们的工作。

作者写道,导致视网膜细胞退化的疾病是全世界失明的主要原因之一。“虽然视网膜细胞的再生在一些非哺乳动物脊椎动物中是一个强大的过程,但这个过程不会发生在哺乳动物中。”

米勒神经胶质细胞是视网膜中的支持细胞,帮助感光器和其他视网膜神经元正常发挥作用。在某些物种中,例如鱼类和鸟类,受伤后,米勒神经胶质细胞可以重新编程为未成熟的视网膜细胞,并随后产生新的视网膜神经元。相比之下,哺乳动物视网膜中的米勒神经胶质细胞对损伤做出反应,形成疤痕和炎症(这一过程称为神经胶质增生),但不会产生新的神经元。

这种行为差异是基于鱼类与哺乳动物穆勒神经胶质细胞受伤后激活的不同遗传程序。研究人员进一步指出:“视网膜再生的分子机制已在鱼类、两栖动物和鸟类中得到了充分研究,并且几个关键因素对于重症肌无力的神经再生至关重要。”其中一个因子是一种称为Ascl1的前神经转录因子(TF),它在鱼类和鸟类受伤后表达,但在哺乳动物中不表达。有趣的是,先前的研究表明,人工激活类似鱼的遗传程序可以将小鼠的米勒神经胶质细胞转变为视网膜神经元。研究人员指出:“当Ascl1在小鼠MG中过度表达时,细胞在受伤后会获得祖细胞样表型,类似于受伤的鱼视网膜。”“这些MG衍生的祖细胞会产生新的神经元,这些神经元具有功能并与现有神经元形成连接。”

然而,该团队继续说,到目前为止,尚不清楚是否可以使用相同的策略将人类穆勒神经胶质细胞转化为神经元。在他们新报告的研究中,Reh和同事在实验室对人类穆勒神经胶质细胞进行了基因改造,以启动鱼类中自然发生的神经元特异性遗传程序。他们发现,一周内,转基因细胞就呈现出类似于未成熟视网膜神经元的神经元样特征。研究小组表示:“结合单细胞RNA测序、单细胞ATAC测序、免疫荧光和电生理学,我们证明人类MG可以在体外重新编程为神经源性细胞。”

这些发现表明,人类穆勒神经胶质细胞可以被诱导成神经元,并可能作为未来在患者视网膜中产生新神经元的资源。研究人员表示:“总而言之,我们的工作显示了人类MG再生能力的证据。”“这项研究证明了人类MG以及小鼠MG在亲神经TFASCL1过度表达后可以被重新编程为神经元。”

值得注意的是,这项研究中的穆勒神经胶质细胞源自未成熟的穆勒神经胶质细胞,类似的方法是否可以将成人穆勒神经胶质细胞转化为神经元,以及效率如何,还有待观察。“……虽然刺激再生有朝一日可能成为修复人类视网膜的可行策略,但仍然存在许多挑战,”Reh及其同事指出。“我们预计未来的研究将继续以我们的发现为基础,探索成人MG在退化环境中的再生能力。”


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