中枢神经系统(CNS)的神经元一旦受损,尤其是在脑部或脊髓中,几乎无法自行再生,导致严重的功能障碍。近年来,科学家们探索一种创新的细胞重编程技术,试图将脑内的神经胶质细胞直接转化为功能性神经元,为神经修复提供新的可能性。
神经胶质细胞(Neuroglia)在大脑中数量庞大,除了支持神经元的结构和代谢外,近年来被视为潜在的“神经元储备军”。自2002年以来,研究者们发现,特定的转录因子组合可以在体外诱导胶质细胞发育成神经元,为神经再生提供了新的途径。在体内实现胶质细胞的直接转化,成为神经科学研究的热点。
中国科学家在这一领域取得了重要突破。北京师范大学神经科学研究所的程乐平团队与章晓辉团队合作,利用腺病毒载体将转录因子Ascl1导入到小鼠脑中的星形胶质细胞中。研究表明,仅通过引入单一的转录因子Ascl1,就能高效地在幼年和成年小鼠的多个脑区将星形胶质细胞直接转化为神经元(见图1)。
研究人员在急性脑片中通过电生理检测发现,转化而来的神经元能够发放动作电位,并与其他神经元形成突触连接,证明其具有正常的神经功能。这一发现表明,在体内实现胶质细胞的直接重编程,已成为可能的神经修复策略,为治疗脑损伤和神经退行性疾病提供了新的思路。
未来的研究将集中在这些转化神经元是否能参与感觉编码、学习记忆及行为调控,及其在疾病模型中的应用潜力。此外,优化转化效率和确保神经元的长期存活与功能稳定,也是当前的重要课题。
总之,这项研究不仅拓展了神经细胞的再生途径,也为中枢神经系统的疾病治疗开启了新的可能性。
参考文献:
- Ang, C. E. 和 Wernig, M. (2014), 诱导神经元重编程. 《神经科学杂志》, 522:2877–2886. doi:10.1002/cne.23620
- 刘洋, 苗琼等 (2015), Ascl1在体内将背侧中脑星形胶质细胞转化为功能性神经元. 《神经科学》, 35(25):9336–9355. doi: 10.1523/jneurosci.3975-14.2015