德国慕尼黑GSF国家环境与健康研究中心干细胞研究所的马吉达娜·戈特教授领导的研究小组近日发现,使用特殊的调节蛋白,星形胶质细胞能够分化成功能性神经细胞,这一发现有望为替代因伤痛或疾病而受损的脑细胞提供新方法。
人脑中的大多数细胞并不是神经细胞,而是星形胶质细胞。过去,人们一直将胶质细胞视为将神经细胞连接在一起的“胶粘剂”。几年前,该研究小组已证明,这些胶质细胞在生长过程中能够像干细胞一样分化成功能性的神经细胞。然而,随着生长的进行,这些细胞的分化能力逐渐消失。因此,成年人的大脑在受损后,胶质细胞无法再产生任何神经细胞。
为了使这一过程持续有效,科学家们研究了在胶质细胞分化为神经细胞的过程中,哪些分子开关起到了关键作用。这些分子开关本质上是一类精确控制细胞内信号传递反应的蛋白质,即转录因子或信号通路中的关键调节蛋白。研究人员将这些调节蛋白引入成人大脑的胶质细胞中,通过激活神经元特异性基因的表达,使胶质细胞获得神经元的特性,从而继续分化为具有完整功能的神经细胞。
研究表明,从胶质细胞中再生出新的功能性神经细胞,单个调节蛋白就足够。他们指出,胶质细胞需要较长时间重新编程,直到它们发育成正常神经细胞的形态,并具备正常神经细胞明显的电生理特性。这一结果令人振奋,因为从成人的胶质细胞中再生出功能正常的神经细胞至关重要,这意味着科学家在寻找替代受损脑细胞的神经细胞之路上迈出了重要一步。
20世纪初,德国神经病学家费尔德曾断言,受损的脑细胞不可再生。受到“神经细胞不可再生”理论的影响,近一个世纪以来,医学界将脑病治疗的重点主要放在脑血管上,而对脑细胞修复的研究相对滞后。直到2006年,科学家才发现,成人脑细胞植入实验鼠大脑后,仍可生长出新的神经细胞。此后,该领域迅速发展,后续研究进一步揭示了多种转录因子(如NeuroD1、Ascl1等)可直接诱导星形胶质细胞向神经元转分化,并在脊髓损伤、帕金森病等模型中展现出治疗潜力。该研究为神经再生医学提供了重要的理论基础和转化方向。
(来源:科技日报)