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在实验室中生长的神经元与脑细胞惊人地相似

2019-01-20 17:05:36 • 来源：

获得可用于研究的神经元是推进神经系统疾病药物发现的一个关键组成部分。因为人类的神经元很难获得，所以创造它们的替代方法是一个重要的研究领域。此外，创造病人特有的神经元是个性化医疗未来的基石。

在实验室中生长的神经元与脑细胞惊人地相似

索尔克研究所的一个研究小组合作与干细胞生物学和再生医学研究所和斯坦福大学贝勒医学院的表明,老鼠细胞诱导生长成神经细胞使用先前发表的方法有分子特征匹配神经元发达大脑自然分泌的。

这项名为“成纤维细胞向神经元直接重编程过程中的DNA甲基化重塑”的研究于1月15日发表在《eLife》杂志上。这项工作为更好地模拟单个病人的疾病打开了大门。这项技术将使研究人员能够研究神经系统疾病是如何发展的，并测试新的治疗方法。这项新技术还有助于推进从患者自身细胞中提取的基因疗法的研究。

该研究的两位资深作者之一、索尔克研究所(Salk Institute)教授约瑟夫•埃克尔(Joseph Ecker)博士表示:“这项研究正在为实验室中创造神经元的最优方式绘制道路。”“通过将这些细胞重新编程成神经元，你可以潜在地了解到这些疾病在细胞层面上是如何运作的，尤其是由基因变化驱动的疾病。”

成纤维细胞是构成动物结缔组织的主要成分，在伤口愈合中起重要作用。作者想要确定转化成神经元的成纤维细胞是否准确地对应于大脑中自然生长的神经元。

这项诱导成纤维细胞生长成具有匹配表观基因组的神经元的技术是由斯坦福大学副教授、联合高级作者Marius Wernig博士开发的。用这种方法，使诱导的神经细胞不涉及多能中间体。相反，这些细胞直接从成纤维细胞转化为神经元。

作者写道:“成纤维细胞向神经元的直接重编程可诱导广泛的细胞和转录重组。”在这篇论文中，他们利用全基因组基础分辨率DNA甲基化(mC)测序技术，描述了小鼠成纤维细胞直接重编程到神经元的过程中，整体表观基因组的变化。

“在细胞工程中，一个重要的问题是如何知道你的产品的质量，”Ecker实验室的博士后研究员、共同第一作者罗崇远博士说，“如果我们用成纤维细胞制造神经元，我们想知道它们与大脑中的神经元相比如何。”我们特别感兴趣的是在表观基因组水平上观察这些细胞。“诱导神经元和自然生长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，这可能会使它们对神经元行为的模型不那么准确。”

利用Ecker实验室开发的甲基c -seq技术，研究人员观察了基因组中甲基基团附着的每一个地方。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。“这项研究是在老鼠细胞中完成的，但我们计划使用同样的技术来研究由人类细胞制成的诱导神经元，”Ecker解释说。

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