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Stem Cell Rep:跳跃基因或能帮助在培养皿中制造活性神经元细胞

来源:本站原创 2020-04-03 08:38

2020年4月3日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Stem Cell Reports上的研究报告中,来自阿卜杜拉国王科技大学等机构的科学家们通过研究表示,在实验室培养皿中制造功能性脑细胞的过程需要对自私遗传元件LINE-1(L1)逆转录转座子的精确激活,相关研究结果或有望帮助开发安全有效的再生疗法来治疗帕金森疾病和其它脑部疾病。

图片来源:2020 Della Valle et al

人类、小鼠和其它哺乳动物的基因组拥有成百上千个L1元件,其大部分都处于失活状态,然而有些仍然能够自我复制并跳跃到不同的DNA元件中,其所引发的基因调节的影响可以是有害的也可以是有益的;有时跳跃基因也会诱发多种人类疾病,然而在早期大脑发育期间,神经元细胞的正常发育需要L1的活性,目前研究人员并不清楚背后的原因。

为了解决这一问题,研究者Valerio Orlando及其同事开始对神经发育的细胞模型进行研究,他们对来自小鼠胚胎的皮肤细胞进行工程化修饰使其表达不同的重编程因子,从而将皮肤细胞转化为产生多巴胺的神经元,这类似于在大脑黑质中发现的神经元,黑质是位于大脑深处的特殊结构,在这一过程中,研究者观察到了L1的激活。

研究者Francesco Della Valle说道,我们利用两种阻断L1动力学变化的药物来处理细胞,两种手段均能明显损伤细胞转化的效率,这就表明,L1的激活对于成功将皮肤细胞转化为神经元细胞至关重要。随后研究者对转化前后细胞内的所有DNA进行测序,从而就能确定L1元件插入到了基因组中哪个具体位置,他们发现,基因周围的插入热点区域或参与了神经元的谱系形成和功能发挥,因此,这些位点中的DNA包装密度较低,这就能够使得相关基因能以更高水平进行表达。

本文研究结果进一步证实了重复性元件在细胞分化和组织特异性发育程序中所扮演的关键及前所未有的作用或角色;最后研究者Della Valle说道,本文研究能为研究者们提供非常有价值的信息,来帮助其设计多种新型的细胞疗法从而替代诸如帕金森和其它神经性障碍患者机体中缺失的产多巴胺神经元细胞,异常的L1元件活性或为威胁任何产品的活力和安全性,因此通过优化L1元件的功能或许也能增强研究人员开发再生医学疗法的速度和效率。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Francesco Della Valle, Manjula P. Thimma, Massimiliano Caiazzo, et al. Transdifferentiation of Mouse Embryonic Fibroblasts into Dopaminergic Neurons Reactivates LINE-1 Repetitive Elements, Stem Cell Reports (2020). DOI: 10.1016/j.stemcr.2019.12.002

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