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生物通報道：來自斯坦福大學(xué)的Marius Wernig是干細胞轉(zhuǎn)分化（transdifferentiation）研究領(lǐng)域的大師，他領(lǐng)導(dǎo)的研究組在將體細胞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變成另外一種細胞研究方面獲得了許多重要的成果，近期這一研究組又接連在Nature，Cell Stem Cell雜志上發(fā)表文章，實現(xiàn)了將皮膚細胞轉(zhuǎn)換成神經(jīng)元，肝細胞轉(zhuǎn)分化成功能性神經(jīng)元。

轉(zhuǎn)分化是指一種類型的分化細胞轉(zhuǎn)變成另一種類型的分化細胞的技術(shù)，如水母橫紋肌細胞經(jīng)轉(zhuǎn)分化可形成神經(jīng)細胞、平滑肌細胞、上皮細胞，甚至可形成刺細胞。這一技術(shù)能繞開了iPS——誘導(dǎo)多能干細胞于2007年誕生，這標(biāo)志著干細胞科學(xué)研究進入一個新紀元，干細胞研究將不再自動關(guān)聯(lián)到備受爭議的胚細胞上。盡管這項技術(shù)從那以后得到改進，但是使用誘導(dǎo)多功能干細胞仍面臨著諸多障礙。例如，一個主要弊端就是一些在重編細胞過程中起到重要作用的蛋白質(zhì)可能造成腫瘤。

去年Wernig研究組其實就已經(jīng)在嚙齒類動物皮膚細胞中實現(xiàn)了將皮膚細胞轉(zhuǎn)換成神經(jīng)元這一轉(zhuǎn)換，但是今年他們在Nature上發(fā)表的文章則宣告了人類皮膚細胞的成功轉(zhuǎn)換。

此次研究中，研究人員在原有的三個轉(zhuǎn)錄因子基礎(chǔ)上，添加了一個螺旋環(huán)螺旋轉(zhuǎn)錄因子NeuroD1，成功地將人類胚胎及新生兒的皮膚纖維細胞成功地誘導(dǎo)為功能性神經(jīng)細胞。這些細胞不僅顯示典型的神經(jīng)元形態(tài)，表達多種神經(jīng)元標(biāo)志蛋白。并且能夠產(chǎn)生動作電位。當(dāng)研究人員將這些神經(jīng)細胞與原代小鼠皮質(zhì)神經(jīng)元進行共培養(yǎng)時，證實它們能夠形成神經(jīng)突觸并傳到信號。

不過這項研究也顯示了轉(zhuǎn)分化的一些問題，比如這一轉(zhuǎn)換的效率似乎相當(dāng)?shù)?，只有約2%到4%的皮膚細胞成功轉(zhuǎn)換為有功能的神經(jīng)元，其次就是幾乎所有的轉(zhuǎn)換的細胞好像只對活躍于人體的約100個神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)中的一個有反應(yīng)。

另外一篇文章中，Wernig研究組完成了將終末分化肝細胞轉(zhuǎn)分化成功能性神經(jīng)元的轉(zhuǎn)分化。近期的研究顯示小鼠和人類的成纖維細胞能轉(zhuǎn)分化成神經(jīng)細胞，但是成纖維細胞是異質(zhì)性的間充質(zhì)祖細胞，可能本身就包含有神經(jīng)細胞系，或者其它原始細胞。

在這篇文章中，研究人員完成了將終末分化肝細胞轉(zhuǎn)分化成功能性神經(jīng)元的轉(zhuǎn)分化，而且更重要的是，他們通過單細胞，和全基因組表達分析，證明了這些細胞不僅誘導(dǎo)產(chǎn)生了神經(jīng)細胞轉(zhuǎn)錄組，而且沉默了原有轉(zhuǎn)錄組。

這些轉(zhuǎn)分化研究的進展都有助于未來干細胞的進一步深入分析，以及相關(guān)臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用。