Cell stem cell:小分子「雞尾酒」讓星形膠質細胞變身功能神經元

2020-12-01 生物谷

2015年10月20日訊 /生物谷BIOON/ --本文亮點:

 

一組小分子「雞尾酒」能夠將人類星形膠質細胞重編程為功能性神經元細胞

 

由人類星形膠質細胞轉化得到的神經元能夠在保持活性的狀態下存活超過5個月

 

化學物質誘導的重編程是通過表觀遺傳和轉錄調控介導的

 

由人類星形膠質細胞轉化得到的神經元能夠融入小鼠的腦

 

 

近日,來自賓夕法尼亞州立大學的華人科學家在國際學術期刊cell stem cell上發表了一項最新研究進展,他們利用小分子化合物成功地將神經膠質細胞重編程為具有功能的神經元細胞。

 

該研究團隊在之前的研究中證明利用單個神經轉錄因子--NeuroD1能夠將具有活性的神經膠質細胞重編程為具有功能的神經元細胞。

 

在這項研究中,研究人員利用一組小分子化合物成功地將培養的人類星形膠質細胞變為功能完全的神經元細胞。他們利用由九種小分子組成的化合物組合按順序先後處理人類星形膠質細胞,結果發現這種處理能夠抑制神經膠質細胞,但會激活神經信號通路,並且在8-10天內成功地將星形膠質細胞重編程為神經元細胞。

 

通過對其中的機制進行探究,研究人員發現這種化合物誘導的重編程是由表觀遺傳調控所介導,也有NEUROD1和NEUROGENIN2的轉錄激活參與。除此之外,研究人員還發現這種由星形膠質細胞轉化得到的神經元細胞可以在培養條件下存活超過5個月,並會形成功能性突觸網絡,而這種細胞在小鼠的腦中也可存活超過1個月,並可以融入到神經局部環路中。

 

總的來說,這項研究為應用化合物對神經膠質細胞進行重編程以獲得功能性神經元細胞開闢了新的道路。(生物谷Bioon.com)

 

本文系生物谷原創編譯整理。歡迎轉載!轉載請註明來源並附原文連結。更多資訊請下載生物谷資訊APP。

 

 

 

Small Molecules Efficiently Reprogram Human Astroglial Cells into Functional Neurons

 

Lei Zhang, Jiu-Chao Yin, Hana Yeh, Ning-Xin Ma, Grace Lee, Xiangyun Amy Chen, Yanming Wang, Li Lin, Li Chen, Peng Jin, Gang-Yi Wucorrespondenceemail, Gong Chen

 

We have recently demonstrated that reactive glial cells can be directly reprogrammed into functional neurons by a single neural transcription factor, NeuroD1. Here we report that a combination of small molecules can also reprogram human astrocytes in culture into fully functional neurons. We demonstrate that sequential exposure of human astrocytes to a cocktail of nine small molecules that inhibit glial but activate neuronal signaling pathways can successfully reprogram astrocytes into neurons in 8-10 days. This chemical reprogramming is mediated through epigenetic regulation and involves transcriptional activation of NEUROD1 and NEUROGENIN2. The human astrocyte-converted neurons can survive for >5 months in culture and form functional synaptic networks with synchronous burst activities. The chemically reprogrammed human neurons can also survive for >1 month in the mouse brain in vivo and integrate into local circuits. Our study opens a new avenue using chemical compounds to reprogram reactive glial cells into functional neurons.

相關焦點

  • Stem Cells:星形膠質細胞控制神經幹細胞產生的新神經元
    星形膠質細胞是在中樞神經系統發揮著很多功能的細胞,這些功能包括控制神經元突觸和血液流動,或者大腦對神經外傷或中風的反應。減少大腦組織損傷Pekny教授實驗室與合作人員開展研究,並在早期證實星形膠質細胞降低中風發作後大腦組織遭受的損傷,和通過調節星形膠質細胞的活性能夠極大地改善移植的神經幹細胞的整合。
  • Cell: 星形膠質細胞保護神經元免受毒素累積
    2019年6月3日 訊 /生物谷BIOON/ --2019年5月23日,研究人員在《Cell》雜誌上報導了腦細胞收集過度活躍神經元分泌的受損脂質,然後將這些有毒分子回收利用的現象,它是保護神經元免受過度活動的破壞的機制。當神經元快速而激烈地活動時,細胞中的脂質分子會受到損害並且會變得有毒。
  • 損傷可誘導星形膠質細胞的神經幹細胞潛能
    來自卡羅林斯卡醫學院Jonas Frisén小組的最新工作表明,損傷能夠誘導新皮質星形膠質細胞的神經源性潛力。 研究人員發現,Notch信號缺乏的星形膠質細胞可以在受傷後生成新的神經元。使用單細胞RNA測序,研究人員發現,當Notch信號被阻斷時,星形膠質細胞會轉變為神經幹細胞樣狀態。然而,只有在損傷後,這些星形膠質細胞中的一部分才會產生神經源性程序,包括自擴增祖細胞樣狀態。
  • Nat Biotechnol:將人星形膠質細胞重編程為多巴胺能神經元,有助...
    人星形膠質細胞,圖片來自Bruno Pascal/Wikipedia。2017年4月11日/生物谷BIOON/---帕金森病是一種主要影響運動系統的神經退行性疾病。它的特徵在於大腦中的多巴胺能神經元(dopaminergic neuron)漸進性喪失。儘管當前的療法旨在補充多巴胺水平,但是沒有一種療法能夠恢復這些丟失的細胞。
  • ...雞尾酒療法促進人類多能幹細胞向肝細胞的分化 | Stem Cell...
  • 線粒體蛋白影響膠質細胞命運轉換
    線粒體蛋白影響膠質細胞命運轉換 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/17 16:12:42 德國路德維希-馬克西米利安斯大學(LMU)Magdalena Gtz團隊取得最新進展。
  • Cell Stem Cell:成體神經幹細胞小生境的構造
    神經幹細胞(NSC,B1 cells)在成年側腦室壁中得到保留,但是與胚胎神經幹細胞有所不同的是,它們通過室膜管細胞(ependymal cell)從室管膜區(ventricular zone VZ)轉移到室管膜下區(subventricular zone SVZ)。而對於胚胎神經幹細胞的自我更新以及分化等功能起著關鍵作用的頂室、基底室等,在成體神經幹細胞中並不明顯。
  • 跟我來:脊髓修復中的星形膠質細胞
    儘管缺乏證據表明單純基於神經元的療法足以完全再生,但神經中心範式認為星形膠質細胞是SCI後近一個世紀治癒的障礙。但是,如果在SCI環境中去除或阻止了貶義的星形膠質細胞瘢痕的形成,不僅軸突無法通過病變自發再生,而且在存在刺激性生長因子的情況下,軸突也無法再生。星形膠質細胞。 安德森等。
  • 星形膠質細胞中的GLP-1受體信號調節脂肪酸氧化、線粒體完整性和功能
    星形膠質細胞中的GLP-1受體信號調節脂肪酸氧化、線粒體完整性和功能 作者:小柯機器人 發布時間:2020/5/20 23:39:42 近日,德國科隆大學Jens C.
  • 科學家利用小分子化合物將成人星形膠質細胞轉變為神經細胞
    近年來,利用可滲透細胞、生物學效果可逆可微調的小分子化合物替代外源轉錄因子實現細胞命運的轉變越來越受到關注和應用。之前該組已成功地利用特定的小分子化合物組合將小鼠成纖維細胞轉變為神經祖細胞、將人的成纖維細胞和小鼠的星形膠質細胞轉變為神經細胞。
  • Nat Biotechnol:張素春等用多能幹細胞分化生成星形膠質細胞
    人類多能幹細胞可以分化成體內任意細胞、進而可以形成身體的各種組織和器官的研究,是當前幹細胞研究的熱點和焦點,而星形膠質細胞是膠質細胞中數量最多、具有重要功能的細胞,如血腦屏障等受到損傷,星形膠質細胞可以起到修復和再生的作用。
  • 三、神經膠質細胞
    三、神經膠質細胞   神經膠質細胞或簡稱膠質細胞(glial cell),廣泛分布於中樞和周圍神經系統,其數量比神經元的數量大得多,膠質細胞與神經元數目之比約10:1~50:1。膠質細胞與神經元一樣具有突起,但其胞突不分樹突和軸突,亦沒有傳導神經衝動的功能。
  • :張素春等成功誘導星形膠質細胞發生
    (hPSCs)分化生成了星形膠質細胞。由於人類多能幹細胞可以分化成體內任意細胞,進而形成身體的各種組織和器官,是當前幹細胞研究的熱點和焦點。深入開展多能幹細胞的研究不僅具有重要的理論意義,而且在組織、器官的再生、修復和疾病治療方面都極具應用價值。儘管近年來科學家們利用多能幹細胞已經成功培養和分化出心肌、神經、胰腺、骨等多種體細胞和不同組織。然而直接將人胚多能幹細胞分化為星形膠質細胞對於研究人員仍是一個巨大的挑戰。
  • 研究揭示星形膠質細胞抗炎活性機制
    研究揭示星形膠質細胞抗炎活性機制 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/7 14:51:09 美國哈佛醫學院Francisco J. Quintana團隊取得一項新突破。
  • 星形膠質細胞首次轉為功能性神經元
    科技日報北京6月28日電 英國《自然》雜誌日前發表一項再生醫學領域的突破:研究人員首次在分離的人類細胞和小鼠中,利用一種單步方法將大腦的非神經元細胞成功轉化成了功能性神經元。這項技術被證實可以逆轉帕金森病小鼠模型的症狀,為人類治療神經退行性疾病帶來巨大希望。
  • Cell:新研究闡明大腦幹細胞的身份
    但是在大腦內有少量幹細胞持續存在到成年期,這就為修復受損的大腦提供了一種可能的新細胞來源。在一項新的研究中,來自加拿大卡爾加裡大學的研究人員闡明了表現出神經幹細胞功能的腦細胞的身份。圖片來自CC0 Public Domain。
  • 重磅級文章解讀近期神經膠質細胞領域研究成果
    「膠質細胞是中樞神經系統中最豐富的一類細胞」該研究的作者Kozai教授說道:「膠質細胞最重要的功能是結痂以保護中樞神經細胞的損傷以及退化現象的擴散。然而,它們對大腦功能的影響目前仍舊未知」。這項研究結果表明膠質細胞比以往認為的功能更加豐富。「除了提供生長因子、提供絕緣保護、保護神經元不受損傷、回收廢物之外,膠質細胞還能夠夠保證大腦活性處於最佳狀態」,作者說道。
  • 多篇文章聚焦科學家們近年來在星形膠質細胞研究上的新進展!
    【3】Cell:小膠質細胞通過吞噬胞外基質為新的突觸形成讓出空間doi:10.1016/j.cell.2020.05.050為了製造新的記憶,我們的腦細胞首先必須找到彼此。從神經元長長的有分支的觸角末端伸出的小突起將這些神經元連接在一起,這樣它們就可以交談。
  • Cell Stem Cell:神經幹細胞移植物有望治療脊髓損傷
    2020年8月17日訊/生物谷BIOON/---利用幹細胞恢復因脊髓損傷(spinal cord injury)而喪失的功能一直是科學家和醫生的雄心壯志。美國每年有近1.8萬人患有脊髓損傷,另有29.4萬人存在著某種程度的永久性癱瘓或身體功能減弱,如膀胱控制或呼吸困難。
  • 星形膠質細胞如何幫助神經元形成突觸
    索爾克研究所的科學家發現,稱為星形膠質細胞的腦細胞通過在成對的神經元中誘導特定的變化,從而在成對的神經元之間開始交流。該研究成果於2017年10月11日發表在Neuron上,對自閉症,ADHD和精神分裂症等神經發育障礙具有重要意義,據認為這至少部分是由於神經元之間的交流障礙所致。