中外科学家发现在人成纤维细胞中实现定量神经细胞转分化的方法和作用机制

在人成纤维细胞中两个连续的RNA通路分别控制着神经转分化的诱导和成熟。A. 前期研究发现的诱导神经元转分化的PTB-miR-124-REST通路; B. 新的研究结果阐明的控制神经元成熟的nPTB-miR-9-Brn2通路。
在人成纤维细胞中两个连续的RNA通路分别控制着神经转分化的诱导和成熟。A. 前期研究发现的诱导神经元转分化的PTB-miR-124-REST通路; B. 新的研究结果阐明的控制神经元成熟的nPTB-miR-9-Brn2通路。

2016年4月25日,国际学术期刊《Nature Neuroscience》在线发表了中国科学院生物物理研究所核酸生物学重点实验室薛愿超课题组和付向东课题组的研究成果“Sequential regulatory loops as key gatekeepers for neuronal reprogramming in human cells”,该研究揭示了在人成纤维细胞中实现定量神经细胞转分化的新方法和作用机制。

RNA结合蛋白PTB和nPTB是公认的剪切调节因子, 除了调节剪切的功能之外,前期研究中该团队发现敲除PTB可直接将鼠成纤维细胞转分化至功能性神经元,进一步研究发现PTB通过激活PTB-REST-miR-124 环路发挥作用,这也是国际上首次报道敲除某个基因而实现细胞转分化。

不同于小鼠细胞,该研究发现在成人的成纤维细胞中,敲除PTB后激活PTB-REST-miR-124 环路只能产生非成熟性的神经元,进一步失活 PTB 的类似物nPTB即可产生成熟的神经元。同时,机制研究发现nPTB失活后能够激活另一个由nPTB、转录因子 Brn2 和 miR-9 组成的nPTB-BRN2-miR9环路, 从而调控神经细胞的成熟。该研究揭示了两个独立的分别控制神经转化和成熟的核查蛋白,通过循序性的去除这两个核查蛋白即可在人成纤维细胞中实现定量神经细胞转分化。该研究为再生医学的临床应用和神经退行性疾病的研究提供了理论基础, 具有较强的应用价值。

该工作由中国科学院生物物理研究所、加利福尼亚大学、新泽西州罗格斯大学等科研机构合作完成,中国科学院生物物理研究所为第一单位,薛愿超研究员和付向东研究员为该论文的共同通讯作者,生物信息学分析由胡熙浩副研究员负责。加利福尼亚大学博士后钱浩进行了细致的电生理特性研究,为本文的并列第一作者。该研究工作还得到了国家自然科学基金、中国科学院重点项目以及美国国立卫生研究院的资助。

论文链接:http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.4297.html

(据中国科学院生物物理研究所)

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 返老还童不是梦?

    (翻译:范坤; 编辑: Randy) 最近一项关于小鼠基因治疗的研究显示返老还童的可行性,但科学家认为要在人体上实现可能还需数十年。 皱纹,白发和全身疼痛是人体衰老的标志,我们通常认为衰老是一种必然的自然规律。…

    2016-12-21
  • 神经导向分子调控淋巴细胞招募与迁移

    在淋巴组织中,T和B淋巴细胞“定居”在不同位置。当对外来病原产生免疫反应时,这些淋巴细胞要迁移运动到指定地点来合作而促进保护性抗体的产生。 一种被称为“生发中心”(Germinal Center, GC)的组织结构,就是受到…

    2017-05-04
  • 科学家揭示昆虫共生细菌传播机制

    生物体内普遍存在共生细菌。这些细菌与各类生物共生,并影响和调控它们的生命活动和生存状态。例如,人体内的细菌细胞数量是人类本身细胞的10倍,绝大部分都是有益细菌,许多是我们身体不可或缺的“器官”,我们的消…

    2016-07-06
  • 科学家发现影响记忆力的原因

    美国国家基础生物学研究所副教授诺布尤基最近的一项研究显示,RNG105与长期记忆相关。 RNG105是突触附近的一种蛋白合成因子,它与神经元之间信号的传递有关。端脑和下丘脑RNG105敲除的小鼠可表现为几分钟的短期记忆…

    2017-11-28
  • 科学家揭示染色质修饰涉及上皮细胞-间质转化机制

    染色质修饰为不改变DNA序列的情况下来调控基因的表达,上皮细胞-间充质转化(EMT),是指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程,二者皆在肿瘤进展过程中起到关键的作用。陶永光教授课题组在研究…

    2016-07-06
  • 男人和女人的大脑有何不同?

    在这个公平的世界里,薪酬差距,性别工具,对于这两种生物性别,一个核心问题仍然存在:男人和女人的大脑神经连接是否有所不同?如果是,那么是怎样的一种关联? 很多研究试图探寻男人和女人大脑的根本差异问题,但…

    2017-11-06