蛋白质上海设施用户在小分子化合物将成人星形胶质细胞转变为神经细胞研究方面取得进展
时间 : 2017-03-14     

 2017216日,国家蛋白质科学研究(上海)设施复合激光显微镜系统用户,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所裴钢研究组,在国际学术期刊Stem Cell Reports 在线发表了最新研究成果“Direct Generation of Human Neuronal Cells from Adult Astrocytes by Small Molecules 报道了利用小分子化合物组合实现将成人星形胶质细胞直接转变为神经细胞的研究成果。 

星形胶质细胞是大脑内存在的数量最多的细胞类型,与神经元具有相同的祖细胞,在大脑受到损伤时能够增殖,因此它被认为是再生神经元理想的起始细胞。之前的研究已经证明外源性过表达特定的转录因子(例如NeuroD1Sox2等)能够将星形胶质细胞在体外以及体内转变为神经细胞,但这些外源基因的表达都借助于整合型的病毒载体,具有很大的局限性。近年来,利用可渗透细胞、生物学效果可逆可微调的小分子化合物替代外源转录因子实现细胞命运的转变越来越受到关注和应用。之前该组已成功地利用特定的小分子化合物组合将小鼠成纤维细胞转变为神经祖细胞、将人的成纤维细胞和小鼠的星形胶质细胞转变为神经细胞。 

之前有报道胎儿星形胶质细胞能够被特定的化合物组合转变为神经细胞,这项研究进一步证明了与胎儿星形胶质细胞具有不同特征的成人胶质细胞也能够在特定条件下被化合物组合转变为神经细胞。利用上海设施共聚焦荧光显微镜(Leica SP8)和高通量细胞分析仪(Thermo Fisher Arrayscan Cellomics VTI700)研究发现通过化合物诱导获得的神经细胞具有神经元的细胞形态,表达神经元特异的基因,具有神经元的电生理活性。通过转录组测序进一步验证了获得的神经细胞与胚胎干细胞分化得到的神经细胞具有相类似的基因表达谱。把诱导获得的神经细胞移植到新生小鼠的脑内后,这些细胞可以在脑内存活并且成熟。这些结果证明了成人来源的星形胶质细胞能够被诱导为神经细胞,为神经元的再生提供了新的思路和策略。 

该工作与浙江大学沈立教授合作完成,得到复旦大学禹永春教授和第三军医大学卞修武教授等的大力支持,得到科技部、教育部等机构的经费支持和国家蛋白质科学研究(上海)设施复合激光显微镜系统的技术支持。 

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小分子化合物将成人星形胶质细胞诱导为神经细胞,获得的神经细胞具有神经元的细胞形态、表达神经元特异的基因、具有神经元的电生理活性和与胚胎干细胞分化得到的神经细胞相类似的基因表达谱 

(上海设施提供)