PNAS：特殊的单一蛋白或能促进成熟的大脑细胞再生多种细胞类型

2022年3月14日 讯 /生物谷BIOON/ --成年人大脑中的星形胶质细胞能展现出细胞的可塑性，然而，其是否有潜能产生多种细胞谱系，研究人员并不清楚。近日，一篇发表在国际杂志PNAS上题为“A single factor elicits multilineage reprogramming of astrocytes in the adult mouse striatum”的研究报告中，来自西南医学中心等机构的科学家们通过研究发现，一种特殊的单一蛋白或能逆转星形胶质细胞的发育时钟，从而使其蜕变成为干细胞样细胞，并产生神经元和其它细胞类型，相关研究结果或有望帮助开发新方法来在疾病或损伤后再生大脑组织。

成年大脑的星形胶质细胞或能产生干细胞样细胞（图中红色标示）。

图片来源：UT Southwestern Medical Center

研究者Chun-Li Zhang教授说道，我们发现，未来研究人员或有望重编程脑细胞亚群的命运，并给予其重建损伤大脑组织的潜能。在机体发育期间，哺乳动物的干细胞能稳定地增殖并在整个大脑中产生神经元细胞以及能支持神经元细胞的胶质细胞；胶质细胞能通过发挥诸如清除废弃物及绝缘神经纤维等必要任务来维持机体最佳的大脑功能，然而，成熟的大脑基本上就会失去干细胞的能力，成人大脑中仅会剩下两个小型的再生区域/生境，这就使其在损伤或疾病后进行自身愈合的能力受到极大限制。

最近的研究表明，在一些大脑模型发生损伤后或进行遗传修饰后，胶质细胞能被促使产生神经元细胞，尽管这些研究结果非常有希望，但健康大脑组织的再生仍然需要产生多种类型的细胞，而并不仅仅是神经元细胞。为了找到这种刺激多潜能再生的方法，研究者Zhang及其同事利用遗传工程学技术对成年小鼠的大脑进行操作来诱导星形胶质细胞（一种胶质细胞亚型）产生不同的转录因子，即对控制细胞身份及特性非常关键的蛋白；相关实验结果表明，名为DLX2的单一转录因子似乎能将星形胶质细胞重编程为神经干细胞样细胞，从而产生神经元和胶质细胞的多种亚型。

随后研究人员利用一种名为谱系追踪（lineage tracing）的技术证实了这些研究发现，在这项技术中，他们能够随着细胞的增殖来追踪被改变后的星形胶质细胞后代，并对其进行标记物分析，结果表明，这些新生细胞或许具有与其的神经元细胞或神经胶质细胞的特征。研究者指出，通过进行全局基因表达分析，结果表明，促使星形胶质细胞产生DLX2似乎能将其重编程为干细胞样细胞，而这种干细胞样细胞具有发育早期的未成熟脑细胞和成人大脑中再生生境中脑细胞的特征。

图片来源：https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2107339119

研究者表示，DLX2未来或有望作为一种新型工具来帮助治疗创伤性脑损伤、中风和诸如亨廷顿氏病等神经退行性疾病，目前研究人员计划在动物模型中进一步深入研究这一方法。综上，本文研究结果表明，研究人员所开发的新方法或包括激活内源性的DLX家族转录因子并抑制Notch信号；机体常驻的神经胶质细胞重编程诱导的多潜能性或有望用于进行机体的神经再生。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Yunjia Zhang, Boxun Li, Sergio Cananzi, et al. A single factor elicits multilineage reprogramming of astrocytes in the adult mouse striatum, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI:10.1073/pnas.2107339119