Cell子刊:加拿大科学家能让血液细胞转变为神经细胞

日期: 2015年05月29日


    

5月21日发表在《Cell Reports》期刊上的一篇文章写道,加拿大麦克马斯特大学干细胞和癌症研究所的一个研究小组能够直接把成年人的血液细胞转化为中枢神经系统(大脑和脊 髓)神经元以及负责感受疼痛、温度和瘙痒的外周神经系统神经元;研究者称使用这项技术从一份简单的血液样本中就能够生产出100万个感觉神经元。

将血液转变为感受器

研究人员已经从本质上将血液转变为感受器,让人们能够更容易地研究个体的神经系统细胞是如何对不同刺激物做出反应的。

目前,关于各种与疼痛有关的复杂机理人们还知之甚少,一部分是因为外周神经系统是由许多不同的神经元组成的——有些用于感受压力,另一些用于感受温度。在一些极端条件下,大脑感受到的疼痛或麻木感觉是由这些外周神经元发送的信号产生的。

据研究人员,麦克马斯特大学干细胞和癌症研究所主任Mick Bhatia介绍,与血液不同,在使用皮肤样本或者是在组织活体检查的过程中,人们无法取走病人神经系统中的一个部分,神经系统是覆盖全身的复杂网络,我们无法取出一定的比例作为样本研究。

Bhatia表示,在此之前从未有人使用成年人血液细胞做到这一点;而现在,科学家们可以简单地血液细胞转变为神经细胞采集血液样本,然后制作出具有每个病人特征的神经系统主要细胞类型——中枢神经系统细胞以及外周神经系统细胞。

 

Bhatia和他的研究小组不仅使用新鲜人体血液成功测试了这项突破性技术,也使用冷藏血液取得了成功。

研究将为患有神经病理性疼痛的病人提供个性化的药物治疗方案

由于在临床测试中常常需要收集血液样本进行冷藏,这项突破能够让研究小组追溯过去一小段时间的研究,对先前调查过的数据已存档的病人具有的疼痛或神经通路问题进行探索。

 

研究的作者认为这种革新性的病人导向转化技术具有“广泛且快捷的应用前景”,不仅有助于研究出一些治好包括麻痹疼痛在内的其他疼痛的药物。

Bhatia补充道,该研究将帮助其了解细胞对不同药物和不同刺激做出的反应,让他们能够为患有神经病理性疼痛的病人提供个性化或定制化的药物治疗方案。

 

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Single Transcription Factor Conversion of Human Blood Fate to NPCs with CNS and PNS Developmental Capacity

文献期刊:Cell Reports

The clinical applicability of direct cell fate conversion depends on obtaining tissue from patients that is easy to harvest, store, and manipulate for reprogramming. Here, we generate induced neural progenitor cells (iNPCs) from neonatal and adult peripheral blood using single-factor OCT4 reprogramming. Unlike fibroblasts that share molecular hallmarks of neural crest, OCT4 reprogramming of blood was facilitated by SMAD+GSK-3 inhibition to overcome restrictions on neural fate conversion. Blood-derived (BD) iNPCs differentiate in vivo and respond to guided differentiation in vitro, producing glia (astrocytes and oligodendrocytes) and multiple neuronal subtypes, including dopaminergic (CNS related) and nociceptive neurons (peripheral nervous system [PNS]). Furthermore, nociceptive neurons phenocopy chemotherapy-induced neurotoxicity in a system suitable for high-throughput drug screening. Our findings provide an easily accessible approach for generating human NPCs that harbor extensive developmental potential, enabling the study of clinically relevant neural diseases directly from patient cohorts.

 

本文转载自生物探索www.biodiscover.com

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