人血细胞可以直接重编程为神经干细胞

来自德国癌症研究中心(DKFZ)和海德堡干细胞研究所HI-STEM *的科学家们首次成功地将人体血细胞重新编程为以前未知类型的神经干细胞。这些诱导的干细胞类似于在中枢神经系统的早期胚胎发育期间发生的干细胞。它们可以在培养皿中无限制地修饰和繁殖，并且可以代表再生疗法发展的重要基础。

干细胞被认为是我们组织的全能者：它们可以无限繁殖，然后 - 如果它们是多能胚胎干细胞 - 产生所有可能的细胞类型。2006年，日本科学家Shinya Yamanaka认识到，这些细胞也可以在实验室中生产 - 来自成熟的体细胞。单独的四种遗传因子足以逆转发育过程并产生与胚胎干细胞具有相同特性的所谓诱导多能干细胞(iPS)。Yamanaka因此发现于2012年获得诺贝尔医学奖。

“这是干细胞研究的重大突破，”德国癌症研究中心(DKFZ)的Andreas Trumpp和海德堡的HI-STEM主任说。“这尤其适用于德国的研究，在那里不允许生成人类胚胎干细胞。干细胞在基础研究和旨在恢复患者病变组织的再生疗法的开发方面具有巨大的潜力。重编程也与问题有关：例如，多能细胞可以形成种系肿瘤，即所谓的畸胎瘤。

另一种可能性是不要完全扭转发展过程。Trumpp团队第一次成功地对成熟的人类细胞进行了重编程，从而产生了一种可以几乎无限繁殖的特定类型的诱导神经干细胞。“我们使用了Yamanaka等四种遗传因子，但我们的重编程使用了不同的遗传因子，”该研究的第一作者Marc Christian Thier解释道。“我们认为，我们的因素将允许重编程到神经系统发育的早期阶段。”

过去，其他研究小组也将结缔组织细胞重新编程为成熟神经细胞或神经前体细胞。然而，这些人工产生的神经细胞通常不能扩增，因此几乎不能用于治疗目的。“通常，它是不同细胞类型的异质混合物，在生理条件下可能不存在于体内，”Andreas Trumpp解释这些问题说。

来自因斯布鲁克大学的干细胞研究员Frank Edenhofer和来自DKFZ和海德堡大学医院的神经科学家Hannah Monyer，Trumpp和他的团队成功地重新编程了不同的人体细胞：皮肤或胰腺的结缔组织细胞以及外周血细胞。 。“细胞的起源对干细胞的性质没有影响，”蒂尔说。特别地，在没有侵入性干预的情况下从患者的血液中提取神经干细胞的可能性是未来治疗方法的决定性优势。

海德堡研究人员重编程细胞的特殊之处在于它们是一种同质细胞类型，类似于在神经系统胚胎发育过程中发生的神经干细胞阶段。“在早期胚胎大脑发育过程中，相应的细胞存在于小鼠体内，也可能存在于人体中，”蒂尔说。“我们在这里描述了哺乳动物胚胎中的一种新的神经干细胞类型。

这些所谓的“诱导神经板边缘干细胞”(iNBSC)具有广泛的发展潜力。海德堡科学家的iNBSC是可扩展和多能的，可以在两个不同的方向发展。一方面，他们可以走向发育的道路，成熟的神经细胞及其供应细胞，神经胶质细胞，即成为中枢神经系统的细胞。另一方面，它们也可以发育成神经嵴的细胞，从中出现不同的细胞类型，例如外周敏感的神经细胞或颅骨的软骨和骨骼。

因此，iNBSC形成了为个体患者生成多种不同细胞类型的理想基础。“这些细胞与供体具有相同的遗传物质，因此可能被免疫系统认为是”自我“，并且不被拒绝，”Thier解释说。

正如科学家在他们的实验中所表明的，CRISPR / Cas9基因剪刀可用于修饰iNBSC或修复遗传缺陷。“因此，它们对于基础研究和寻找新的活性物质以及再生疗法的开发都很有意义，例如在患有神经系统疾病的患者中。但是，直到我们可以将它们用于患者，许多研究工作仍然是必要的，“特朗普强调说。