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上海科学家通过基因编辑实现脑细胞转分化

发布时间:2020/4/10编辑:Ma Liang 人气:3624

  【阿仪网 实验室动态】近日,上海科学家通过基因编辑手段,成功将实验小鼠大脑中的胶质细胞转分化为神经元,为进一步治疗神经退行性疾病提供了一个新的途径。4月8日23时,相关研究成果以《通过CRISPR-CasRx介导的胶质细胞向神经元的转分化治疗神经性疾病》为题,在线发表在国际权威期刊《细胞》上。

研究示意图。采访对象供图

    在该研究中,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组周海波等研究人员,通过运用当前最新的基因编辑工具——RNA靶向CRISPR系统CasRx,对小鼠视网膜穆勒胶质细胞和脑部纹状体中的星形胶质细胞进行基因编辑,诱导其分别转分化为视神经节细胞和多巴胺神经元,进而证明了这两种由胶质细胞“变身”而来的神经元,可以恢复小鼠因视神经节细胞死亡而永久性损伤的视力,消除小鼠因多巴胺神经元死亡而产生的帕金森疾病症状。

    杨辉介绍,神经元死亡是导致神经退行性疾病的重要原因,而在成熟的神经系统中,神经元一般不会再生,一旦死亡,就是永久性的。目前全球约有1亿多人患有神经退行性疾病,包括阿尔兹海默症、帕金森症、视神经节细胞死亡导致的永久性失明等。且随着老龄化的加剧,神经退行性疾病患者数量正逐渐增多。

    其中视神经节细胞是连接眼睛和大脑的唯一桥梁,急性的缺血性视网膜病,慢性的青光眼等眼疾都会导致视神经节细胞的死亡,据统计,全球仅青光眼致盲的人数就超过一千万。而帕金森疾症是由脑内黑质区域中多巴胺神经元的死亡导致的,目前全球患者将近一千万人,我国占了大约一半。

    此次研究中,研究人员首先通过特异性地在小鼠视网膜穆勒胶质细胞中敲低Ptbp1基因的表达,首次在小鼠成体中实现了视神经节细胞的再生,且再生的视神经节细胞让小鼠恢复了永久性损伤的视力。随后证明了该策略还能特异性地将脑部纹状体中的星形胶质细胞高效的转分化为多巴胺神经元,且这些转分化而来的多巴胺神经元可以弥补缺失的多巴胺神经元的功能,从而将帕金森模型小鼠的运动障碍逆转到接近正常小鼠的水平。

    杨辉表示,学界以往的相关研究都集中在直接降低导致疾病发生的有害基因的突变,而该项研究是在体内进行治疗性的细胞“命运”转分化,为疾病研究和药物开发提供了一个全新视角。

    但小鼠体内实验的成功也只是研究迈出的第一步。“人类的视神经节细胞能否再生?帕金森患者是否能通过该方法被治愈?要将研究成果真正应用于人类疾病的治疗,这些问题还需要全世界的科研工作者共同努力去寻找答案。”



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