人體每天排出的一些廢物有可能成為強(qiáng)大的腦細(xì)胞來源用于研究疾病，甚至有一天還可能用于神經(jīng)退行性疾病的治療。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種相對簡單的方法將人體尿液排出的細(xì)胞誘導(dǎo)生成有價值的神經(jīng)元。

研究論文在線發(fā)布于本周的《自然方法》（Nature Methods）雜志上，Nature官網(wǎng)第一時間對相關(guān)成果進(jìn)行了新聞報道。這一技術(shù)沒有涉及胚胎干細(xì)胞。眾所周知，當(dāng)移植到人體時胚胎干細(xì)胞存在一些嚴(yán)重的缺陷，例如腫瘤形成風(fēng)險。新技術(shù)利用的是尿液中的普通細(xì)胞，研究人員將它們轉(zhuǎn)化成了神經(jīng)祖細(xì)胞（neural progenitor cell）。相比當(dāng)前的方法，這些前體細(xì)胞可幫助研究人員更快地生成來源于患者、滿足個體需要的細(xì)胞。

研究人員通常是通過重編程培養(yǎng)的皮膚細(xì)胞和血液細(xì)胞來生成誘導(dǎo)多能干(iPS)細(xì)胞的，iPS細(xì)胞可以進(jìn)而形成機(jī)體內(nèi)所有的細(xì)胞。但尿液是一種更加方便的來源。

來自中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院的干細(xì)胞生物學(xué)家裴端卿（Duanqing Pei）和同事們在以往的研究中證實可將尿液中的腎上皮細(xì)胞重編程為iPS細(xì)胞。

然而當(dāng)時研究小組采用的是細(xì)胞重編程的一種常用技術(shù)——利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將多能性基因插入到細(xì)胞中。這改變了細(xì)胞的遺傳構(gòu)成，有可能使它們具有不可預(yù)測性。因此，在新研究中，裴端卿及同事們利用了不會整合到細(xì)胞基因組中的載體來導(dǎo)入基因。

在他們的一項實驗中，研究人員僅在12天時間就生成了與多能干細(xì)胞相似的，來自尿液的重編程細(xì)胞圓形克隆，將通常生成iPS細(xì)胞所需的時間縮短至一半。當(dāng)進(jìn)一步培養(yǎng)時，克隆呈現(xiàn)出與神經(jīng)干細(xì)胞相同的玫瑰花環(huán)（rosette）形狀。

無腫瘤風(fēng)險

裴端卿和同事們將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到神經(jīng)元生長培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)這些重編程細(xì)胞在實驗室中進(jìn)一步生成了功能性的神經(jīng)元。

當(dāng)研究小組重復(fù)這一實驗，并將這些細(xì)胞移植到新生大鼠大腦中時，細(xì)胞沒有形成腫瘤。相反，研究人員在4周后檢測大鼠大腦，證實細(xì)胞呈現(xiàn)出神經(jīng)元的形狀和分子標(biāo)記物。

神經(jīng)祖細(xì)胞能夠在培養(yǎng)物中增殖，由此研究人員可以生成大量細(xì)胞供實驗所用。獲得足量的細(xì)胞此前一直是這些“直接重編程”技術(shù)存在的一個主要問題，相比生成及誘導(dǎo)iPS細(xì)胞分化，新技術(shù)能夠更快地生成神經(jīng)元。

加拿大多倫多病童醫(yī)院醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)家James Ellis說：“這肯定能夠加快研究的速度。” Ellis主要利用患者特異性的iPS細(xì)胞從事自閉癥譜系障礙研究。

康涅狄格大學(xué)健康中心遺傳學(xué)家Marc Lalande說：“新方法的優(yōu)勢在于：可以從幾乎所有患者處獲得這些尿液來源的細(xì)胞。”

他表示：“我們從事兒童疾病研究。相比抽血，從孩子那里獲得尿液樣本更為容易。”