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2023

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美将患者皮肤细胞转变成运动神经元


 美国哈佛大学和哥伦比亚大学科学家首次使用一项新的技术,成功地将两名肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)患者的皮肤细胞转变成运动神经元,这一方法未来也许将可为治疗衰弱型疾病创造出量身定制的细胞。由哈佛大学干细胞研究所凯文•埃根领导的该项研究,发表在7月31日《科学》杂志的网络版上。这是第一次将来自慢性病患者的皮肤细胞重新编程为类干细胞态———诱导多能干细胞(iPS),然后再诱变成理解和治疗疾病所需的特殊细胞类型。

  较早的研究显示,iPS细胞就像是多能胚胎干细胞那样可以演变为多种类型的细胞,而这些iPS可以从健康的捐赠者的细胞中产生。但是,这种技术是否适用于来自罹患慢性疾病的老年人仍是一个悬而未决的问题。

  研究人员对来自3位罹患遗传形式的ALS患者的皮肤细胞进行实验,并通过加入4种基因将这些细胞转变回iPS细胞,而这4种基因是研究人员先前用来将细胞程序进行重新设定使其演变为iPS状态的基因。接着,研究人员将来自其中一名患者的iPS细胞沉浸在多种信号分子中,设法使这些细胞成为看上去像是运动神经元的细胞,而运动神经元是在ALS中遭损害的细胞。这一做法的终极希望是:用像这样的iPS细胞来制造在遗传上相匹配的健康细胞,并用其取代病变的细胞。

  研究人员表示,在将这种方法安全地用于人体之前,仍然还有重大的障碍需要克服,细胞替代疗法可能还需要若干年才能实现。但新细胞将会解决一个阻扰ALS研究多年的难题:在大多数情况下,ALS是遗传与环境因子之间复杂的相互作用的结果,这使得在实验室利用细胞培养来研究这种疾病变得非常困难。但是,来自有遗传变异(这些变异使得变异基因携带者容易罹患该种疾病)的患者的iPS细胞则恰好携带着个体病人中与该疾病有关的“众多”的遗传信息。

  ALS由运动神经元的退化和死亡引起,而运动神经元是一种将神经脉冲从脊髓传至人体肌肉的神经细胞。运动神经元的死亡将造成吞咽或呼吸肌肉瘫痪,最终导致患者死亡。患者特异性的iPS细胞将是研究ALS类疾病发生机理的重要工具。