人体皮肤细胞直接转化为运动神经元

由于无法在实验室中培养人类运动神经元，科学家们一直在努力开发治疗神经退行性疾病的新疗法。运动神经元驱动肌肉收缩，它们的损伤是肌萎缩性侧索硬化症和脊髓性肌肉萎缩等毁灭性疾病的基础，这两种疾病最终都会导致瘫痪和早逝。

在新的研究中，华盛顿大学医学院的科学家转化了皮肤细胞从健康的成年人直接进入运动神经元不经历干细胞状态。

这项技术使在实验室研究人类中枢神经系统的运动神经元成为可能。与通常研究的小鼠运动神经元不同，在实验室中生长的人类运动神经元将是一种新的工具，因为研究人员不能从活人身上提取这些神经元样本，但可以很容易地提取皮肤样本。

该研究于9月7日出版。细胞干细胞。

避免干细胞阶段消除了在产生所谓的内容时提出的道德问题多能干细胞，这与胚胎相似干细胞在他们成为所有成人类型的能力。重要的是，避免干细胞状态允许所得的电机神经元保留原始皮肤细胞的年龄，因此患者的年龄。当研究这些细胞的时间年龄在研究不同年龄和多十年中厌恶的人的神经变性疾病时，这些细胞的年龄是至关重要的。

“在这项研究中，我们只使用了20岁出头到60岁出头的健康成年人的皮肤细胞，”发展生物学助理教授、资深作者Andrew S. Yoo博士说。“我们的研究揭示了小RNA分子如何与其他被称为转录因子的细胞信号一起工作，从而产生特定类型的神经元，在这种情况下是运动神经元。”在未来，我们希望研究运动神经元紊乱患者的皮肤细胞。我们的转换过程应该使用来自该疾病患者的神经元来模拟该疾病的晚发性方面。”

他说:“回到多能干细胞阶段有点像拆除一座房子，然后从头开始建造一座新房子。”“我们做的更像是翻新。我们改变了内部结构，但保留了原始结构，这保留了我们想要研究的衰老成年神经元的特征。”

科学家将人体皮肤细胞转化为其他细胞类型（如神经元）的能力有可能提高对疾病的理解，并导致发现愈合受损组织和器官的新方法，称为再生医学。

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大脑中高水平存在的分子信号。yoo和他的同事 - 然后在斯坦福大学的过去的工作 - 显示出暴露于两个短片段转向人体皮肤细胞进入神经元。这两个MicroRNAS称为MIR-9和MIR-124 - 涉及重新包装细胞的遗传指示。

在新的研究中，研究人员广泛表征了这种重新包装过程，详细介绍了如何将皮肤细胞重编程为通用神经元，然后可以被引导为特定类型的神经元。他们发现，参与该过程中的基因已经准备表达，但保持无活性，直到提供了正确的分子组合。经过多种组合的实验后，研究人员发现，在大约30天内将另外两个信号与称为ISL1和LHX3的混合转录因子添加到脊髓电池神经元中。

的组合signals-microRNAs miR-9和mir - 124 +转录因子ISL1 LHX3-tells细胞折叠皮肤和展开的遗传指令的指令运动神经元,据Yoo和研究co-first作者丹尼尔·g·阿伯纳西和马修·j·麦科伊Yoo的实验室的博士生;金宇庆博士，博士后研究员。

来自yoo的团队的另一个过去的研究表明，暴露于同一个两个微小RnA，miR-9和miR-124，以及不同的转录因子组合可能会转变皮肤细胞进入不同类型的神经元。在这种情况下，皮肤细胞成为纹纹培养的中等刺神经元，这受到亨廷顿疾病的影响 - 一种遗传，最终致命的遗传性疾病，导致非自愿的肌肉运动和认知在成年中间的中间。

在这项新研究中，研究人员表示，就开启和关闭的基因以及它们如何运作而言，转换后的运动神经元与正常老鼠的运动神经元相比更为优越。但是科学家们不能确定这些细胞是否与人类自身的运动神经元完全匹配，因为很难从成年人身上获得培养的运动神经元样本。未来的工作需要研究病人死后捐赠的神经元样本，以确定这些细胞如何精确地模仿人类固有的运动神经元。

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