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PNAS:首次利用Sox2将脐带血细胞直接转化为诱导性神经元样细胞

来源:生物谷 2012-07-19 16:41

在一项新研究中,来自美国沙克生物研究所的研究人员发现一种新方法:利用一种被称作转录因子的蛋白来讲脐带血细胞转化为神经元样细胞(neuron-like cell)。这种神经元样细胞有可能被用来治疗一系列神经疾病,包括中风、创伤性脑损伤和脊髓损伤。

研究人员证实这些来自中胚层(mesoderm)的脐带血细胞的能够转换到外胚层细胞,而正是外胚层细胞产生脑细胞、脊髓细胞和神经细胞。论文通讯作者、沙克生物研究所基因表达实验室教授Juan Carlos Izpisua Belmonte说,“这项研究是第一次证实通过诱导表达单个转录因子就能够将纯的人脐带血细胞直接转化为神经元谱系的细胞。”相关研究结果于2012年7月16日发表在PNAS上。

研究人员利用一种逆转录病毒来导入一种转录因子Sox2到脐带血细胞中,其中Sox2作为神经元发育的一种开关而发挥作用。在实验室中培养之后,他们发现表达神经元标记物的细胞集落。利用多种测试方法,他们确定这些被称作诱导性神经元样细胞(induced neuronal-like cell, iNC)的新细胞能够传递电脉冲,从而表明这些细胞是成熟的功能性神经元。此外,他们将导入Sox2的脐带血细胞移植到小鼠大脑之中,发现它们整合到现存的小鼠神经元网络之中,并且能够像成熟的功能性神经元那样传递电信号。

论文共同第一作者Mo Li说,“我们也证实这些脐带血来源的神经元能够在一定条件下增殖,并且在实验室中和小鼠大脑内仍然保持分化为更多的成熟神经元的能力。尽管我们开发的这些细胞不能只分化为诸如运动哦你神经元或中脑神经元之类的特定细胞系,但是我们希望在未来产生临床上比较重要的神经元亚型。”

脐带血细胞要比其他类型的干细胞有很多优势。首先,它们不是胚胎干细胞,因而不会引起争议。它们也比来自诸如骨髓之类来源的成体干细胞更具可塑性或灵活性,这就使得它们更加容易转化为特定的细胞系。收集脐带血细胞比较安全,不会产生疼痛,而且对供者也不会产生风险,因此它们能够被储存在血库中以便未来使用。(生物谷:Bioon.com)

本文编译自Neurons derived from cord blood cells may represent new therapeutic option

Cord blood-derived neuronal cells by ectopic expression of Sox2 and c-Myc

Alessandra Giorgettia,1,2, Maria C. N. Marchettob,1, Mo Lic,1, Diana Yub, Raffaella Fazzinaa, Yangling Mub, Antonio Adamoa, Ida Paramonova, Julio Castaño Cardosoa, Montserrat Barragan Monasterioa, Cedric Bardyb, Riccardo Cassiani-Ingonia, Guang-Hui Liuc, Fred H. Gageb,3, and Juan Carlos Izpisua Belmonte

The finding that certain somatic cells can be directly converted into cells of other lineages by the delivery of specific sets of transcription factors paves the way to novel therapeutic applications. Here we show that human cord blood (CB) CD133+ cells lose their hematopoietic signature and are converted into CB-induced neuronal-like cells (CB-iNCs) by the ectopic expression of the transcription factor Sox2, a process that is further augmented by the combination of Sox2 and c-Myc. Gene-expression analysis, immunophenotyping, and electrophysiological analysis show that CB-iNCs acquire a distinct neuronal phenotype characterized by the expression of multiple neuronal markers. CB-iNCs show the ability to fire action potentials after in vitro maturation as well as after in vivo transplantation into the mouse hippocampus. This system highlights the potential of CB cells and offers an alternative means to the study of cellular plasticity, possibly in the context of drug screening research and of future cell-replacement therapies.

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