美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的科学家在干细胞研究领域取得新突破,首次将人工多能干细胞(iPSC)诱导分化成电活跃的运动神经细胞(electrically active motor neurons)。这一成果有望为神经系统疾病的治疗研究提供重要工具。
研究团队发现,从诱导多能干细胞分化而来的运动神经细胞与从人体胚胎干细胞分化而来的运动神经细胞在功能和效率上高度相似,但这一相似性仍需进一步确认。如果最终得到证实,该成果将为利用患者特异性细胞治疗神经系统疾病(如脊髓损伤、肌萎缩侧索硬化症等)开启新途径。相关论文发表在《干细胞》(Stem Cells)杂志上。
加州大学洛杉矶分校分子、细胞和发育生物学助理教授威廉·劳里(William Lowry)是研究报告的主要作者。他表示,现有文献表明,利用人体多能干细胞可以获得多种未成熟细胞类型,但获得全功能成熟细胞的研究数据仍然有限。
神经细胞(神经元)是神经系统的功能单位,通过电化学信号处理和传递信息。运动神经细胞接收来自大脑和脊髓的信号,控制肌肉收缩。劳里团队首先将皮肤成纤维细胞重编程为胚胎样状态(即诱导多能干细胞),再将其分化为运动神经细胞。
在脊髓损伤、肌萎缩侧索硬化症(ALS)和脊髓性肌萎缩症(SMA)等疾病中,运动神经细胞会缺失或死亡。该研究展示了利用诱导多能干细胞分化的运动神经细胞及其祖细胞替代受损或死亡细胞的可行性,同时也为在实验室中研究神经相关疾病、揭示疾病根源提供了可能。
研究指出,人体胚胎干细胞和诱导多能干细胞技术的重要目标是获得可用于修复受损组织的细胞。这项研究表明,从多种人体多能干细胞系均可获得电活跃运动神经细胞,并且这些细胞在分子和生理特性上与胚胎干细胞来源的运动神经细胞难以区分。
劳里团队表示,许多问题仍需通过进一步研究来解答,例如将运动神经细胞与肌肉细胞共培养,以观察神经细胞能否产生刺激反应。未来研究将致力于比较iPSC来源的运动神经细胞与患者自身运动神经细胞的差异。
(来源:科技日报 毛黎)
(《干细胞》(STEM CELLS),doi:10.1002/stem.31,S Karumbayaram,WE Lowry)