邓宏魁团队等实现在体内将星形胶质细胞化学重编程为神经元

2021

03/09

生物世界

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在哺乳动物中，许多器官缺乏强大的再生能力。

撰文 | 王聪

编辑 | nagisha

排版 | 水成文

细胞命运调控 是生物学中的基本过程，以iPS为代表的人工诱导多能干细胞技术，可以生成再生医学所需的细胞类型。

而使用化学方法进行重编程是细胞命运调控领域新的进步，通过小分子化合物将体细胞重编程为多能干细胞。此外，还可以通过体外化学诱导的细胞谱系重编程来产生不同的功能谱系。化学小分子方法在细胞命运调控方面具有高细胞通过性、可逆性和易操作性等独特优势，因此使该方法成为细胞命运调控的有前途的新策略。

体内细胞命运重编程，可以通过原位转化细胞来补偿细胞丢失，解决了移植细胞面临的多种困难，而且，天然组织中有利的环境也能促进体内重编程细胞的功能成熟和及时整合。

在哺乳动物中，许多器官缺乏强大的再生能力。受损组织中丢失的细胞可能可以通过体内重新编程原位转化附近的细胞来补偿。化学小分子诱导的细胞重编程为改变细胞命运提供了时间上灵活且非整合的策略，这对于在再生能力极差的器官（如大脑）中进行体内重编程是有利的。

2021年3月2日，北京大学 邓宏魁 团队等在 Cell Discovery 杂志发表了题为： In vivo chemical reprogramming of astrocytes into neurons 的研究论文。

该研究证明了在成年小鼠的大脑中， 小分子可以将星形胶质细胞重新编程为神经元 。就神经元特异性标志物表达、电生理特性和突触连通性而言，原位化学诱导的神经元类似于内源性神经元。

这项研究表明了 在成年小鼠大脑中进行体内化学重编程的可行性，并通过神经元再生修复大脑 提供了一种新的潜在方法 。

由于其有限的再生能力，哺乳动物中枢神经系统是评估体内化学重编程的理想靶标，并且神经胶质细胞 （例如星形胶质细胞）可以潜在地用于通过原位体内重编程产生神经元。

目前，由于脑外伤或神经变性导致的神经元丢失是不可逆的，星形胶质细胞是哺乳动物大脑中分布最广泛的一类细胞，可以响应，增殖和组装以包裹坏死性病变，使其成为体内重编程的理想靶标。

因此，开发出一种化学方法将星形胶质细胞原位转化为功能性神经元，这可能有助于及时将新产生的细胞整合到天然神经元组织中。

邓宏魁 团队的等在之前的研究中已经证实，单纯利用小分子物质组合： F orskolin、 I SX9， C HIR99021和 I -BET151 （ FICB ），能够在体外化学编程将小鼠成纤维细胞有效转化成功能性神经元 。

在这项研究中，研究团队在之前的基础上，进一步开发了一种新的小分子组合： D BcAMP、 F orskolin、 I SX9、 C HIR99021、 I -BET151 和 Y -27632 （ DFICBY ）能够更高效地实现体内化学重编程，可以将成年小鼠大脑中的星形胶质细胞重编程为具有突触连通性的神经元，称为 化学诱导的神经元 （CiNs）。此外，研究团队还进一步发现，添加了bFGF的培养基对于细胞存活和神经元转化很重要。