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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在人成纖維細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)定量神經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的機(jī)制
日期：2024-08-29 09:31
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摘要：
4月25日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nature Neuroscience 在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所核酸生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室薛愿超課題組和付向東課題組的研究成果“Sequential regulatory loops as key gatekeepers for neuronal reprogramming in human cells”，該研究揭示了在人成纖維細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)定量神經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的新方法和作用機(jī)制。
RNA結(jié)合蛋白PTB和nPTB是公認(rèn)的剪切調(diào)節(jié)因子，除了調(diào)節(jié)剪切的功能之外，前期研究中該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)敲除PTB可直接將鼠成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化至功能性神經(jīng)元，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)PTB通過(guò)激活PTB-REST-miR-124 環(huán)路發(fā)揮...
4月25日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nature Neuroscience 在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所核酸生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室薛愿超課題組和付向東課題組的研究成果“Sequential regulatory loops as key gatekeepers for neuronal reprogramming in human cells”，該研究揭示了在人成纖維細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)定量神經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的新方法和作用機(jī)制。
RNA結(jié)合蛋白PTB和nPTB是公認(rèn)的剪切調(diào)節(jié)因子，除了調(diào)節(jié)剪切的功能之外，前期研究中該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)敲除PTB可直接將鼠成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化至功能性神經(jīng)元，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)PTB通過(guò)激活PTB-REST-miR-124 環(huán)路發(fā)揮作用，這也是國(guó)際上**報(bào)道敲除某個(gè)基因而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化（Cell, 2013)。
不同于小鼠細(xì)胞，該研究發(fā)現(xiàn)在**的成纖維細(xì)胞中，敲除PTB后激活PTB-REST-miR-124 環(huán)路只能產(chǎn)生非成熟性的神經(jīng)元，進(jìn)一步失活 PTB 的類(lèi)似物nPTB即可產(chǎn)生成熟的神經(jīng)元。同時(shí)，機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)nPTB失活后能夠激活另一個(gè)由nPTB、轉(zhuǎn)錄因子 Brn2 和 miR-9 組成的nPTB-BRN2-miR9環(huán)路，從而調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞的成熟。該研究揭示了兩個(gè)獨(dú)立的分別控制神經(jīng)轉(zhuǎn)化和成熟的核查蛋白，通過(guò)循序性地去除這兩個(gè)核查蛋白即可在人成纖維細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)定量神經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。該研究為再生醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用和神經(jīng)退行性**的研究提供了理論基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。
該工作由中科院生物物理所、加利福尼亞大學(xué)、新澤西州羅格斯大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)合作完成，中科院生物物理所為**單位，研究員薛愿超和付向東為該論文的共同通訊作者，生物信息學(xué)分析由副研究員胡熙浩負(fù)責(zé)。加利福尼亞大學(xué)博士后錢(qián)浩進(jìn)行了細(xì)致的電生理特性研究，為本文的并列**作者。該研究工作還得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目以及美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的資助。
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圖示：在人成纖維細(xì)胞中兩個(gè)連續(xù)的RNA通路分別控制著神經(jīng)轉(zhuǎn)分化的誘導(dǎo)和成熟。A. 前期研究發(fā)現(xiàn)的誘導(dǎo)神經(jīng)元轉(zhuǎn)分化的PTB-miR-124-REST通路；B. 新的研究結(jié)果闡明的控制神經(jīng)元成熟的nPTB-miR-9-Brn2通路。
