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小分子化合物开启细胞重编程新方向

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-09-21浏览次数:1446

中国科学家只使用化学物质成功地将皮肤细胞转化为神经细胞。这种纯化学方法是细胞重编程技术的一个有前途的发展方向,可以避免转录因子对细胞重编程引起的技术挑战和安全问题。这两项研究的结果发表在8月6日的《Cell Stem Cell》期刊上。

细胞命运可以逆转

通过强制特定转录因子的表达,可以将终末分化的体细胞重编程为多能干细胞,表明细胞的命运是可逆的。不同谱系特异性转录因子的组合可以直接将人和小鼠体细胞直接转导到心肌细胞,肝细胞或神经细胞中,为疾病模型构建和再生医学提供替代途径。

然而,强迫细胞变化的挑战之一是适应的细胞看起来是正常的,但可能存在异常的内部活动。这些通过迫使外源基因表达来强制重编程或转分化的方法限制了它们的应用。因此,人们一直致力于控制外源基因的表达并尽量减少外源转录因子的使用。

小分子化合物促进细胞重编程

中国的两组科学家发现,一些可透过细胞的小分子化合物可以促进细胞重编程。一组科学家是上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的研究小组。他们使用健康的人类和阿尔茨海默病患者的细胞作为研究对象。另一组科学家是北京大学。邓洪奎研究组,他们用鼠标细胞作为研究对象。

邯郸钢铁股份有限公司的研究团队利用小分子化合物的成功,成功地诱导了人成纤维细胞向神经细胞的转化。由该化合物诱导的人神经元(hciNs)具有与控制神经元相似的电生理学特性并具有神经元基因表达谱。他们还使用小分子化合物诱导家族性阿尔茨海默病患者的成纤维细胞进入神经元(hciNs),这些转化的神经细胞显示出阿尔茨海默病的一些病理特征。

北京大学邓洪奎研究小组成功地利用纯化合物的组合诱导小鼠成纤维细胞向神经元的转分化。研究团队已经几年成功,但细胞转化的完成总是需要一个转录因子。通过多次筛查,他们终于找到了一个关键因素,即抑制皮肤细胞转录的I-BET151,最后他们找到了转化为成熟神经元的正确方法。

化学方法为细胞重编程的安全性打开了大门

科学家们说,化学细胞重编程可以规避遗传和重新编程的技术和安全问题。邓教授说,与基因重组因子相比,化学方法使用细胞可渗透,易于合成,保护和正常化的小分子,而效果具有可塑性。此外,可以通过控制小分子的浓度和持续时间来微调该过程,从而绕过遗传操作引起的技术挑战和安全问题。

上海生命科学研究院的科学家表示,他们使用的化学诱导转化过程伴随着皮肤细胞中特定基因的下调和神经元转录因子的表达增加。通过调节多种信号传导途径,这些小分子化合物调节神经细胞转录因子的表达,从而促进神经细胞的转化。该细胞的直接转化绕过增殖中间体前体相,从而绕过其他细胞重编程方法。安全问题。

阿尔茨海默病患者的皮肤细胞可以通过纯化学方法制成神经元,进一步表明复合诱导策略是产生患者特异性神经细胞的可行方法,并构建神经系统疾病模型,相关机制和药物筛查提供了一种有用且可行的方法,甚至作为神经疾病的另一种细胞疗法。

这两位研究作者的目的是了解化学诱导重编程背后的生物学因素,并使这种化学细胞重编程方法更有效。他们的研究非常有希望,但仍有许多障碍需要克服,这些障碍仍处于新兴的概念阶段。作者希望未来的化学方法在诱导成熟神经元领域将更加强大,并且作者还尝试使用该方法诱导特定神经元亚型和患者特异性功能神经元的产生用于医学治疗。赵教授说,有可能使用类似的方法来产生不同亚型的神经元,但有必要对这些化合物进行微小的修改。还有必要研究化学物质是否也能诱导受损神经系统中的功能性神经元。