美运动神经元大突破根治ALS一步之遥

美运动神经元大突破根治ALS一步之遥

 

人类皮肤细胞直接转化为运动神经元

新技术可以帮助治疗导致瘫痪的疾病

图片所示的运动神经元是从42岁健康女性的皮肤细胞中转化而来的。


最近好消息不断，续旱前美国北卡罗来那州杜克大学已经研发成功的人体骨骼肌肉后，（内容可参考这篇文章）https://user.qzone.qq.com/1985956344/blog/1515526216）。今天又传来了圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家，已经成功用健康成人的皮肤细胞直接转化为运动神经元。
       但ALS病因是由运动神经元病变而累及肌肉，把最好的肌肉移植到体内，也会由于运动神经元病变的累及，起不了多大作用，最终一样会痿缩掉，同样道理，这次研发成功的人体运动神经元，如果找不到引起疾病的根源，也许是徒劳无功，所以现在万事俱备只欠一步，这一步之遥就是要找到原凶，过去研究运动神经元病最大的难题是，找不到人类活体运动神经元进行对比研究，也模拟不出运动神经元是怎样受到病毒伤害，一切研究就如盲人摸象各有说法，这次发现科学家就可以利用这些活体运动神经元，模拟出运动神经元进行研究，就可以加快和更有效地找出问题所在。

另一个巨大作用就是，这些研发都是用人体皮肤细胞、经过重新编程培养成为多功能细胞，通过这些多功能细胞就能培育出人体各种器官，就如参与研发的Andrew S. Yoo博士所说：“将来通过这种多功能细胞直接植入人体，经过正确的引导，人类将来就像是装修旧房子那样，随意改换人体内部的器官。”这种治愈受损组织和更换器官的新方法，就是人类梦寐以求再生医学得以成真。

在新一期Cell Stem Cell杂志上发表了这一振奋人心的消息，科学家们已经研发出，用人类皮肤细胞直接转化为运动神经元的新方法，该技术是由圣路易斯华盛顿大学医学院开发，因为这项技术的出现，被称为世界五大绝症的肌萎缩性侧索硬化、运动神经元损伤等病根治得以成真。

圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家已经将，健康成人的皮肤细胞，直接转化为运动神经元，该技术使得在实验室中，模拟人类中枢神经系统的运动神经元疾病成为可能。
过去在研发神经退行性疾病治疗方法时，最大的问题是不易取得人类活体运动神经元进行研究，所以研究受到严重阻碍迟滞不前。

人类的运动神经元又与通常用来研究的小鼠运动神经元不大相同，现在有了这项技术后，就可以在实验室中培养出人类运动神经元，加快研究出运动神经元病变的根本原因，从而找到治疗方法。

该项技术是从患者身上的皮肤细胞转变而来，避免干细胞组织从胚胎而来所产生的伦理问题，避免干细胞原始性状态问题，更重要的是，可以使运动神经元保留原始皮肤细胞的年龄，从而保持患者的细胞年龄。在研究发现不同年龄阶段患者中，每个神经退行性疾病发展和恶化有些长达数十年，很多人到四、五十岁才发病，保持这些细胞的年龄对研究是至关重要的。

有参与研究的发育生物学助理教授Andrew S. Yoo博士说：“在这项研究中，我们只使用健康成年人的皮肤细胞，年龄从20岁到60岁不等，我们的研究揭示了小RNA分子如何与其他称为转录因子的细胞信号一起产生特定类型的神经元。今后，我们想研究如何从运动神经元病患者的皮肤细胞中，进行复制用源自病人的神经元，并对疾病的迟发性方面进行建立模型，从而更好地了解病情。

Yoo说：“将来会通过多能干细胞回注到病人身上，就像是拆除房子那样，从头建立一个新的房子。我们现在做的更像是在装修房子，我们只是转换了内部某些有问题的东西，但留下原来的结构，这保留了我们想研究的老化的成年神经元的特征。“

科学家将人类皮肤细胞转化为其他细胞类型（如神经元）的能力有可能增强对疾病的认识，并导致找到治愈、更换受损组织和器官的新方法，这一领域被称为再生医学。

人类皮肤细胞（上图）从一个健康的成年人身上取样，然后转换成不同类型的神经元。（图片：Daniel Abernathy）

为了将皮肤细胞转化为运动神经元，研究人员将皮肤细胞暴露于通常在脑中高水平存在的分子信号。Yoo和他的同事在过去的研究发现“我们的研究揭示了小RNA分子如何与其他细胞信号一起工作来产生特定类型的神经元，未来我们希望研究运动神经元疾病患者的皮肤细胞。转化成患者病症的神经元，来模拟疾病情找到病因。

在这项新的研究中，研究人员对这个重新包装过程进行了广泛的描述，详细说明了如何将皮肤细胞重新编程，成为普通神经元，然后将其引导到特定类型的神经元中。他们发现，参与这个过程的基因已经准备好了，但是保持不活跃，直到提供正确的分子组合。研究人员在对多种组合进行了大量实验之后发现，在混合物中增加两种信号（称为ISL1和LHX3的转录因子）可在30天左右将皮肤细胞转变为脊髓运动神经元。

据Yoo和该研究的第一个报告，信号组合microRNAs miR-9和miR-124加上转录因子ISL1和LHX3，告诉细胞折叠制造皮肤的基因说明并展开制造运动神经元的指示。作者Daniel G. Abernathy和Matthew J. McCoy，Yoo实验室的博士生; 和博士后研究助理Woo Kyung Kim博士。

Yoo研究小组的另一项研究表明，接触相同的两种microRNAs，miR-9和miR-124，加上不同的转录因子混合物，可以使皮肤细胞变成另一种类型的神经元。在那种情况下，皮肤细胞成为纹状体中等多分枝的神经元。

在这项新的研究中，研究人员表示，转换后的运动神经元与正常的小鼠运动神经元相比，它们的功能方面都是相当完美的。现在科学家们重点研究这些细胞是否与天然的人类运动神经元完美匹配，需要确定这些细胞如何精确地模拟天然的人类运动神经元，但面临最大的困难是，如何从活着的成年人身上取得运动神经元样品，现在所有研究神经元样品都是从死后捐献而来。