神经胶质细胞是人类中枢神经系统中的一类神经细胞,它们并不像神经元那样传导电冲动,长期以来被认为只起支持作用。直到近些年来,科学家们才开始认识到神经胶质细胞(尤其是星形胶质细胞)在大脑中的调节作用。有研究显示,星形胶质细胞能够保护神经细胞,并为其提供养分。在人类大脑中,有超过三分之一的细胞是星形胶质细胞。
现在科学家们首次在成年小鼠的大脑中进行了活体重编程,使星形胶质细胞转变成为神经元前体。研究显示这些神经元前体,能够生成正常功能的神经元。文章究发表在Nature Cell Biology杂志上。
在此之前,人们已经多次在体外将已分化的细胞诱导成为神经前体细胞。而Texas大学西南医学中心(达拉斯)的助理教授Chun-Li Zhang首次在活体内做到了这一点。他和同事尝试将不同组合的重编程因子注射到成年小鼠的大脑,结果发现只需注入一个转录因子SOX2,就足以将非神经元细胞转变为神经元前体——神经母细胞(neuroblast),而且这些神经母细胞可以生成功能性的神经元。
研究团队发现,响应SOX2的细胞是一类胶质细胞,即星形胶质细胞(astrocyte)。这些源自星形胶质细胞的神经母细胞生成之后,能够在小鼠的大脑中存活超过14周。随后,研究人员用促进神经形成的因子处理这些神经母细胞,将诱导它们成为神经元。
研究人员在大脑切片中,研究了这些成熟神经元的电生理学特性,发现这些细胞能够正常发挥功能。Vanderbilt 大学的Rebecca Ihrie评论道,这项研究初步向人们展示,诱导生成的细胞具有神经元的特性,。下一步需要知道的是,这些细胞究竟形成了哪一种神经元。
研究显示,机体内成熟的星形胶质细胞具有惊人的可塑性,即使在老年小鼠的大脑中也可以进行重编程。这一发现可以帮助人们,利用患者自身的胶质细胞进行中枢神经系统的再生。
应用
诱导神经元生成的临床应用非常广泛,可以用于神经损伤的修复或者神经退行性疾病的治疗。Zhang特别指出,在这项研究的基础上,科学家们可以“将帕金森患者自身的星形胶质细胞,诱导生成多巴胺能神经元”。