科学家们发现一种将皮肤细胞直接转化为运动神经元（如上图）的新方法。这项由华盛顿大学医学院开发的技术可以帮助研究人员更好地理解运动神经元相关疾病，比如肌萎缩性脊髓侧索硬化症。因为无法从活体人类身上获取样本，所以很难对运动神经元进行研究。上图的运动神经元是由一位42岁健康女性的皮肤细胞转化而来。

研究神经退行性疾病新疗法的科学家们一直受困于无法在实验室中培养人类运动神经元。运动神经元驱动肌肉收缩，一旦受损将会导致严重的疾病，比如肌萎缩性脊髓侧索硬化症和脊肌萎缩症，这两种疾病都会最终导致人体瘫痪甚至早亡。

在这项新研究中，圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家们将健康成年人的皮肤细胞直接转化成为运动神经元，中间没有经历干细胞状态。

这项技术使得在实验室中研究人类中枢神经系统运动神经元成为可能。与小鼠运动神经元不同，在实验室中培养人类运动神经元将成为一种新工具。尽管科学家们无法从活体人类身上提取运动神经元样本，但是却可以轻易地获取皮肤样本。

该研究于9月7日发表在《Cell Stem Cell》期刊上。

避免干细胞阶段不仅可以消除由多能干细胞带来的诸多伦理问题，还能够使得生成的运动神经元保持原始皮肤细胞的年龄，也就是患者的年龄。在研究神经退行性疾病时，维持这些细胞的实足年龄非常重要，神经退行性疾病会出现在不同的年龄，而且会随着时间恶化。

AndrewS. Yoo博士是发育生物学助理教授，他说：“在该研究中，我们只使用了年龄在20-60岁之间的健康成年人皮肤细胞。该研究揭示出，小RNA分子能够与其他细胞信号（转录因子）协同作用生成特定种类的神经元，比如运动神经元。在未来，我们将会研究运动神经元疾病患者的皮肤细胞。我们的这种转化过程可以利用从患者身上获取的神经元来模拟疾病的迟发性情况。”

Yoo说：“回到多能干细胞阶段有点像拆掉一个房子然后再重新建。而我们的做法更像翻修，我们改变了其内部形态但是却保留了最初的结构，它保留了我们想要研究的成人神经元的特征。”

将人类皮肤细胞转化为其他种类细胞（比如神经元）可以增进人们对疾病的理解，帮助人们找到新方法来治愈受损组织和器官，这一领域被称为再生医学。

为了将皮肤细胞转化为运动神经元，研究人员使皮肤细胞接触分子信号，这种分子信号通常在大脑中的含量很高。Yoo博士和他同事在斯坦福大学的工作表明，人类皮肤细胞受两个微小RNA小分子片段刺激后可转换为神经元。这两种微小RNA（miR-9 和miR-124）参与细胞遗传指令的重新包装。

在这项新研究中，研究人员对这个重新包装过程进行了广泛的研究，详细地描述了皮肤细胞被重编程为通用神经元，之后再诱导特定种类神经元的整个过程。他们发现，参与这一过程的基因一直处于备表达状态，直到遇到正确调控因子组合基因表达才被开启。研究人员使用多种分子与基因进行结合，经历了大量实验之后，他们发现，将两种信号（名为ISL1和LHX3的转录因子）加入混合物中，会使皮肤细胞在大约30天内转化为脊髓运动神经元。

这些信号的结合（微小RNA miR-9 和miR-124加上转录因子ISL1 和LHX3）可令细胞关闭形成皮肤细胞的基因指令，并开启生成运动神经元的基因指令。该研究的参与者还有论文的共同第一作者DanielG. Abernathy、博士后Matthew J. McCoy、博士后研究员WooKyung Kim。

Yoo博士在先前的研究中曾表明，miR-9 和miR-124，与不同的转录因子组合后，可以促使皮肤细胞转化为不同类型的神经元。例如，皮肤细胞可转化为纹状体带刺神经元。患有遗传性疾病亨廷顿氏舞蹈病的病人就是由于纹状体带刺神经元受损，在中年时会出现无意识肌肉运动和认知衰退。该研究成果对亨廷顿氏舞蹈病的治疗提供了科学依据。

在这项新研究中，研究人员提到，由皮肤细胞转化而来运动神经元比正常的小鼠运动神经元更有利，因为我们可以操控基因的开启与关闭并研究它们是如何发挥作用的。但是科学家们仍不确定这种转化的神经元与人类运动神经元是否完全一致，毕竟研究者无法采集正常人的运动神经元样本。未来我们将利用患者死后捐献的神经元样本进行研究，以确定这些转化神经元与人类运动神经元的功能相似度。

本文来源 中国生物技术网