
标题:突破性技术:一步直达,皮肤细胞转化为元
传统上,将体细胞转化为特定类型的细胞,例如元,需要经历复杂的步骤。需要将体细胞“重编程”为诱导性多能干细胞(iPSC),然后再分化为目标细胞。麻省理工学院的最新研究打破了这个常规流程,实现了皮肤细胞直接转化为元的创新突破。这项重要的研究成果已经发表在了《细胞系统》杂志上。
试验在小鼠细胞上取得了显著的成果,其转化效率极高,达到了惊人的10:1的比例,这意味着一个皮肤细胞能够生成超过十个元。如果这一成果能够在人类细胞中得以复制,那么它将有望大规模培养运动元,为脊髓损伤或运动功能障碍的患者带来全新的治疗希望。
大约前,科学家们发现通过引入四种转录因子可以将皮肤细胞重编程为iPSC。这种细胞类似于胚胎干细胞,可以分化成多种细胞类型。这种方法存在耗时长、转化不完全的缺点,而且细胞容易停留在中间状态。
与此相比,麻省理工学院的这支研究团队采用了更直接、更有效的转化策略。他们并没有经过iPSC阶段,而是直接将体细胞“一步转化”为运动元。这个优化方案只需要三种转录因子(NGN2、ISL1和LHX3),以及两种促进细胞增殖的基因(编码p53DD和突变型HRAS的基因)。这些配合因素使得皮肤细胞向运动元的转化过程更加高效。
值得注意的是,当高表达的转录因子与细胞的增殖状态相结合时,重编程的效率会大大提高。这就像细胞被预先激活,进入转化的预备状态,从而更能有效地响应转录因子的作用。团队还测试了三种病毒载体,发现逆转录病毒的转化效率最高。降低细胞培养密度也能显著提高运动元的产量。在小鼠细胞的实验中,这个优化流程仅需要两周时间,元的产量就超过了之前的十倍。
两周后的观察显示,大量元成功存活并形成了连接。在体外培养的实验中,这些细胞表现出了可测量的电生理活性和钙信号传导能力,充分证明了它们的通信潜力。(本报记者:欣)
