張素春教授Cell Stem Cell:多能干細胞分化特化神經細胞
日期:2016-11-07 09:32:22
人類多能干細胞 (hPSCs)是目前生物學領域最引人注目的話題之一,其原因在于hPSCs可通過改善機體再生能力,為治療許多疾病提供了一個潛在的途徑。此外,hPSCs系統(tǒng)也適用于藥物篩選和毒性測試。
通過hPSCs構建神經發(fā)育模型,為分析神經早期發(fā)育,病理進程和治療方法開辟了一個新的通道,在最新一期(11月3日)的Cell Stem Cell雜志上,威斯康星大學麥迪遜分校Waisman中心的張素春(Su-Chun Zhang)教授發(fā)表綜述,介紹了來源自人類多能干細胞的特化神經細胞。
他指出,hPSCs來源的功能性特化神經細胞亞型具有根據動物實驗得來的發(fā)育基本規(guī)律,操控這些規(guī)律能獲得高度富集的神經類型(類似于大腦中的功能屬性)。并且利用這些亞型,能進一步快速發(fā)育成成熟神經,以及隨著環(huán)路整合發(fā)生的衰退,從而幫助科學家們了解疾病和細胞治療中hPSCs的潛力。
今年4月,張教授等人就這樣構建出了兩種相關的細胞類型,目的在于顯示小鼠帕金森癥狀何時減輕的行為測試,證實了“上調”和“下調”開關如預期那樣起作用。
這些細胞類型被用于檢測設計藥物時,一種類型的細胞提高了多巴胺生成;另一種則終止了多巴胺生成。他表示“在工程細胞移植到小鼠大腦中后,我們可以采用只對表達設計受體的細胞起作用的設計藥物,開啟或關閉,上調或下調它們。這種藥物不會影響任何的宿主細胞因為它們沒有這種專門的受體。這是一個非常干凈的系統(tǒng)。”
這項研究第一次表明采用人類干細胞移植,可以遠程調控移植細胞的功能,且功能是可逆的。如果你拿走藥物,它就會恢復原狀。
張素春教授是著名的WiCell研究所創(chuàng)始人之一。他的實驗室主要研究胚胎干細胞(尤其是人胚胎干細胞)的神經分化,是該領域做的最好的實驗室。他的貢獻包括曾在國際上首次將人胚胎干細胞分化成神經前體細胞,將胚胎干細胞分化成各種類型神經元及膠質細胞,研究關鍵基因(如Pax6等)在神經系統(tǒng)發(fā)育中的作用等。
2013年5月,威斯康星大學的張素春研究小組,繞過稱作誘導多能干細胞(iPSC)的多能階段,將來自人體和猴子的皮膚細胞直接轉變成了一種神經祖細胞,這種祖細胞能夠形成各種神經系統(tǒng)細胞。這一成果發(fā)表在5月2日的《Cell Reports》雜志上。
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