在老鼠身上创造神经节细胞以修复患病的眼睛
鱼类、爬行动物甚至一些鸟类都可以再生受损的大脑、眼睛和脊髓细胞,而哺乳动物却不能。这是第一次,非神经元细胞被诱导来模仿小鼠眼睛中的特定神经节细胞。
希望有一天,这一进展可以创造一种治疗各种神经退行性疾病的新途径,包括青光眼,黄斑变性以及帕金森氏症。
华盛顿大学医学院生物结构教授Tom Reh领导的一个华盛顿大学医学团队此前已经证明神经元可以被诱导神经胶质细胞在老鼠的视网膜组织中。现在他们已经改进了生产特定细胞的过程。
Reh说:“我们只能制造一种类型的神经元——双极性神经元。”就像我们当时说的,“我们可以制造一种没有人会因疾病而失去的神经元。”所以,虽然它非常惊人,但它也不是非常临床相关。从那时起,我们一直在试图弄清楚我们是否可以进一步修补哺乳动物的这一过程,看看我们是否可以扩大可以再生的神经元种类。”
一篇描述这一结果的论文发表在11月23日的科学的进步.Reh实验室的博士后研究员Levi Todd和研究生Wesley Jenkins是这篇论文的共同主要作者。
在过去的三年里,研究人员研究了脊椎动物(如斑马鱼)中被称为转录因子的蛋白质,这种蛋白质具有再生能力。转录因子是与DNA结合并调节基因活性的蛋白质。这反过来又控制了决定细胞结构和功能的蛋白质的产生。
此前,研究小组学习了如何使用转录因子使神经胶质细胞恢复到更原始的状态,即祖细胞。进一步的治疗可以将祖细胞推向其他方向。
在这种情况下,他们试图创造视网膜神经节细胞-这种类型的人被青光眼所取代。
Reh说,这种方法“可能具有真正广泛的适用性,因为其原理是,通过将神经胶质细胞变成类似祖细胞的细胞,你就能让球滚动起来,但现在你不能让细胞做它想做的任何事情。”“你控制它,将它引导到特定的发展轨迹。我认为它将普遍适用于大脑修复和脊髓修复的其他领域。”
托德说,研究人员正在制定一个“剧本”转录因子.
他说:“通常情况下,当你患有像帕金森症这样的疾病时,多巴胺神经元会死亡。”“如果你患有青光眼,神经节细胞会死亡。我们想弄清楚如何将神经胶质变成那种特定类型的神经元。”
该团队计划研究同样的过程是否适用于人类和猴子的眼睛组织。Reh说,这项工作正在进行中,其他团队也在进行类似的研究。
“我希望我们能在三年内证明它在猴子和人类身上都有效,”Reh说。“我认为我们在该领域开创了这种方法,其他公司也正在加入进来。如果我们不是第一批找到视锥细胞或神经节细胞某些特定亚型的神奇混合物的人,我也不会感到惊讶。但我认为,我们为如何在这方面取得进展,以及如何在这方面做得更好和改进树立了典范。”
计算生物学家Connor Finkbeiner、博士后Marcus J. Hooper、本科生研究员Phoebe C. Donaldson、博士后研究员Marina Pavlou、Juliette Wohlschlegel和Norianne Ingram以及生理学和生物物理学教授Fred Rieke也参与了这项研究。