皮肤细胞“一步到位”转为神经元

科技日报讯 （记者张佳欣）细胞类型转换通常需要先将体细胞“重编程”，变成诱导性多能干细胞（iPSC），再将其分化为目标细胞类型。但美国麻省理工学院团队开发出一种简化流程，可绕过干细胞阶段，将皮肤细胞直接转化为神经元。相关两篇研究论文发表于新一期《细胞系统》杂志。

在小鼠细胞实验中，该方法的转化效率高达10∶1，即1个皮肤细胞可生成10个以上神经元。若能在人类细胞中复现，有望大规模培养运动神经元，为脊髓损伤或运动功能障碍患者提供治疗新途径。

约20年前，日本科学家发现，通过导入4种转录因子可将皮肤细胞重编程为iPSC。这种类似胚胎干细胞的细胞可分化为多种细胞类型，但该技术存在耗时且转化不完全的缺点。重编程过程中，细胞容易滞留在中间状态。

此次，团队采用直接转化策略，无需通过iPSC阶段，而是从体细胞“一步到位”变成运动神经元。优化的转化方案仅需3种转录因子（NGN2、ISL1和LHX3）配合两种促进细胞增殖的基因（编码p53DD和突变型HRAS的基因），即可实现皮肤细胞向运动神经元的高效转化。

如果在高水平表达转录因子的同时细胞未处于增殖状态，重编程效率会非常低，而高增殖活性的细胞更容易接受转化信号。这类似于细胞被预先激活进入转化预备状态，从而更高效地响应转录因子的作用。

团队测试了3种病毒载体，发现逆转录病毒转化效率最高。同时，降低细胞培养密度可显著提升运动神经元产量。该优化流程在小鼠细胞中仅需2周，神经元产量超过10倍。

两周后观察显示，大量神经元成功存活并形成神经连接。体外培养实验也表明，这些细胞具有可测量的电生理活性和钙信号传导能力，显示出通信潜力。