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胚胎干細胞分化為運動神經元的“處方”
【字體: 大 中 小 】 時間:2002年08月13日 來源:
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[生物通訊]研究人員朝著修復損壞神經元的目標邁出了重要的一步。一個研究小組成功將胚胎干細胞轉化為神經元并移植入小雞的脊髓中,新生神經元在小雞脊髓中又分化為運動神經元。這一結果表明,只要給予正確的信號,干細胞就能夠分化為你想要的神經元種類。
當你擺動腳趾,或活動身體任何部位的肌肉時,脊髓中的運動神經元就通過長長的“觸須”向你的肌肉發出命令。這些觸須稱為軸突,當身體受傷或患病時,軸突可能斷裂。迄今為止,通過重新生長軸突的外延部分來治愈軸突斷裂導致的癱瘓的努力在人體試驗中一直未獲成功,而在大鼠實驗中只是降低了癱瘓程度而并沒有達到完全治愈。然而,成熟神經元的可修改程度不如新生神經元,因而研究人員將注意力轉移到胚胎干細胞,胚胎干細胞就好比一個空白細胞,可以分化改寫為身體內任何類型的細胞。研究人員希望通過操作調控胚胎干細胞的分子產生能夠在移植時分化為運動神經元的祖細胞。
為此,一只由哥倫比亞大學的神經科學家Thomas Jessell領導的研究小組培養出只在某些運動神經元中產生綠色熒光蛋白(green fluorescent protein ,GFP)的小鼠品系。他們將小鼠胚胎培養到含有1000個細胞,然后浸泡在視黃酸(retinoic acid)中,視黃酸能夠刺激干細胞分化為更接近于神經元祖細胞的中間體。接下來,研究人員又向視黃酸中加入少量名為sonic hedgehog的蛋白質,這種蛋白指引這些干細胞走上生長為脊髓神經元的路途。研究小組發現,20%到30%的胚胎干細胞都能夠轉化為發出綠色熒光的運動神經元祖細胞。有關研究結果發表在8月9日期的《細胞》雜志上。
研究小組接下來分離出含有GFP的神經元祖細胞,將它們注入到消極胚胎的脊髓中,移植的神經元祖細胞在這里能夠獲得信號。3天后,綠色的神經元從脊髓中伸出觸須,觸須與肌肉接觸。這表明,如果在生長發育期動物中以同樣的方式處理,干細胞也能夠分化為運動神經元!艾F在,如果我們知道哪些是神經元正常發育所需的,我們不僅能夠開出產生運動神經元的處方,而且可以開出其它任何類型神經元的處方!盝essell說。
這篇“令人難以置信的文章”稱得上是一次飛躍,華盛頓大學圣路易斯醫學院的神經學家John McDonald驚嘆道!斑@是證明胚胎衍生細胞可以‘做好事’,行為方式正確而且適當的一個重要實例!奔热谎芯咳藛T們已經知道了這一點,他們下一步就可以研究如何將這些細胞移植到成熟一點的動物中,最終移植到脊髓受損的成年動物和人類中。
生物通摘譯自SCIENCE NOW