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

  • 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
  • 中国科学家揭示K562微泡诱导造血干细胞癌变机理

    微泡(Microvesicles,MV)是由细胞分泌的膜囊泡,在细胞间通信过程发挥重要功能。与正常细胞相比,肿瘤细胞可释放更多的微泡。由于其携带有大量的来自于母细胞的DNA、RNA和蛋白质信息,在肿瘤的发生、发展,以及诱…

    2016-05-11
  • 科学家实现肿瘤持续生物自发光成像

    体内外脂肪酸酰氨水解酶(FAAH)活属于丝氨酸水解酶家族,能降解人体内大麻素,维持神经系统的正常功能。体内过表达FAAH会导致严重的神经系统紊乱综合症,而治疗策略则是使用FAAH的抑制剂。由于神经系统疾病往往是…

    2016-07-05
  • 研究发现调控植物根干细胞生长的重要肽激素受体

    5月27日,清华大学柴继杰研究组与北京大学郭红卫教授研究组合作,在《细胞研究》上发表论文《模式序列指引下发现调控植物根分生组织生长的肽激素受体》(Signature motif-guided identification of receptors for p…

    2016-06-12
  • 中国华北发现距今15.6亿年前地球上最早的大型多细胞生物化石群

    5月18日,中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员课题组在《自然—通讯》(Nature Communications)发表论文,报道了距今15.6亿年前的、个体长达30 厘米以上的大型多细胞生物化石群。这是关于地球早期生命演化…

    2016-05-20
  • 催眠术真的能窥探你的内心吗?——揭开催眠术的神秘面纱

    催眠是真的吗?它有什么实际应用价值?自从18世纪以来催眠始终被笼罩者一层神秘光环 在18世纪催眠术常被界定为骗子和治疗之间。但是现在他又被重新重视,用于很多精神疾病的替代治疗。什么是催眠术?它有效吗?如果…

    2017-09-22 世烩