由皮肤细胞制成的神经细胞是研究疾病的有效实验室模型

一些神经系统疾病的发病率正在增加，特别是那些与衰老有关的疾病，如阿尔茨海默氏症和帕金森病。为了更好地了解这些条件并评估潜在的新疗法，研究人员需要准确的模型，他们可以在实验室中研究。

来自斯坦福大学和贝勒医学院的合作者，Salk研究所的研究人员已经证明，使用先前发表的方法诱导生长成神经细胞的小鼠细胞的分子特征与大脑中自然形成的神经元相匹配。

该研究于2019年1月15日在eLife上发表，为更好地模拟个体患者疾病的方法打开了大门。这项技术将使研究人员能够研究神经病症如何发展，以及测试新疗法。这项新技术还可以帮助推动从患者自身细胞中获得的基因疗法的研究。

“这项研究正在为实验室中创造神经元的最佳方式绘制路径，”该研究的两位资深作者之一的Salk教授Joseph Ecker说。“通过摄取这些细胞并将它们重新编程为神经元，您可以学习有关这些疾病如何在细胞水平上发挥作用的新事物，尤其是由遗传变化驱动的疾病。”

研究中使用的细胞称为成纤维细胞，构成动物的大部分结缔组织，在伤口愈合中起重要作用。研究人员一直在研究如何将成纤维细胞转化为实验室培养皿中的神经细胞，但直到现在他们还不知道这些新创造的神经元是否与大脑中自然生长的神经元完全对应。

该文章的共同资深作者斯坦福的Marius Wernig开发了诱导成纤维细胞与匹配的表观基因组一起生长成神经元的技术。使用该方法，制备诱导的神经元细胞不涉及多能中间体。相反，细胞直接从成纤维细胞转化为神经元。

“细胞工程中的一个重要问题是如何了解产品的质量，”共同第一作者，Ecker实验室的博士后研究员Chongyuan Luo说。“如果我们从成纤维细胞中制造神经元，我们想知道它们与大脑神经元的比较。我们特别感兴趣的是在表观基因组水平上观察这些细胞。”

表观基因组由附着在DNA上的化学物质组成，并在基因被打开并转化为蛋白质时进行调节。诱导和自然生长的神经元的表观基因组之间的差异可能导致诱导神经元的不同特征，这可能使它们不太准确的神经元行为模型。

利用Ecker实验室开发的一项名为MethylC-seq的技术，研究人员研究了基因组中每个被称为甲基的化学基团附着的位置。他们证实这些诱导的神经元具有与大脑神经元相匹配的表观基因组。

“这项研究是在小鼠细胞中完成的，但我们计划使用相同的技术来研究用人类细胞制造的诱导神经元，”Ecker解释说，他是Salk基因组分析实验室主任和霍华德休斯医学研究所的调查员。Ecker还计划与同事合作，应用该技术研究人体细胞，以更好地了解与年龄相关的认知能力下降。

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