简单的鸡尾酒将星形胶质细胞转化为神经元

如果可以替换神经元，阿尔茨海默氏病，中风或脑损伤引起的神经元缺陷可以逆转。不幸的是，神经元拒绝分裂。那么，新的神经元必须来自其他地方 - 或者更确切地说是其他东西。一个潜在的东西是星形胶质细胞。脑损伤后不仅星形胶质细胞增殖，这些通常支持和隔离神经元的细胞可以重新编程，使它们自身成为神经元。

但是存在一个问题：星形胶质细胞到神经元的重编程很困难。现有的重编程方法，包括基因治疗和化学转化，是昂贵的，复杂的或两者兼而有之。例如，基因治疗需要通过病毒颗粒将基因传递到人体内。此外，基因治疗费用昂贵 - 每位患者高达50万美元。

化学转化也可能很复杂。例如，宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发的化学转化技术利用了九种小分子的混合物。宾夕法尼亚州立大学小组承认，九分子配方很难用于临床。

然而，宾夕法尼亚州立大学队不愿承认失败。在生物学教授龚辰博士的领导下，该团队开发了一种更简单的鸡尾酒。如果能够容忍更低的效率，它可以仅使用四个小分子或甚至仅三个小分子将星形胶质细胞化学转化为功能性神经元。

有关新鸡尾酒的详细信息于2月7日出现在干细胞报告中，该文章题为“ 通过调节多种信号通路将人类胎儿星形胶质细胞化学转化为神经元 ”。

“我们证明了Notch，糖原合酶激酶3，转化生长因子β和骨形态发生蛋白通路中三至四个信号通路的调节足以将星形胶质细胞转变为神经元，”该文章的作者写道。“化学转化的人类神经元可以在培养中存活> 7个月，发现重复的动作电位，并显示出强大的突触爆发活动。”

化学转化的神经元不仅在实验室的培养皿中存活数月，它们还形成强大的神经网络并相互发送化学和电信号，正如大脑内的正常神经元一样。

该文章的作者补充说，当通过颅内或腹腔注射体内给药时，这四种药物组合可以显着增加成年小鼠的海马神经发生。

“我们在我们测试的数百种药物组合中确定了最有效的化学配方，”宾夕法尼亚州立大学生物学研究生邱超超说，他确定了小分子的理想组合。“通过使用调节人类星形胶质细胞中四种关键信号通路的四种分子，我们可以有效地将人类星形胶质细胞 - 多达70% - 转化为功能性神经元。”

使用三个小分子代替四个小分子也导致星形胶质细胞转化为神经元，但转化率下降约20%。该团队还尝试仅使用其中一种分子，但这种方法不会诱导转化。

“这种新方法的最大优点是含有小分子的药丸可以在世界范围内广泛分布，甚至可以在没有先进医院系统的情况下到达农村地区，”陈说。“我的最终梦想是开发一种简单的给药系统，如药丸，可以帮助世界各地的中风和阿尔茨海默病患者再生新的神经元，恢复他们失去的学习和记忆能力。”

研究人员承认，在使用小分子药物之前，仍然需要解决许多技术问题，包括药物包装和递送的具体情况。他们还计划在未来的研究中调查这种方法的潜在副作用，以开发最安全的药物。尽管如此，研究团队相信，这种分子组合对治疗神经系统疾病患者的未来药物治疗具有前景。

“我们多年来努力发现这种简化的药物配方，使我们更接近实现我们的梦想，”陈说。

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