皮肤细胞“一步到位”转为神经元

细胞类型转换通常需要首先“重新编程”体细胞，并将其转化为诱导性多能干细胞。(iPSC)，然后分化为目标细胞类型。然而，麻省理工学院的团队开发了一个简化的过程，可以绕过干细胞阶段，直接将皮肤细胞转化为神经元。新一期《细胞系统》杂志发表了两篇相关研究论文。

这种方法在小鼠细胞实验中的转化效率高达10∶1，也就是说，一个皮肤细胞可以产生10个以上的神经元。如果能在人类细胞中再现，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新的治疗方法。

大约20年前，日本科学家发现，皮肤细胞可以通过引入四种转录因子重新编程为iPSC。这种类似胚胎干细胞的细胞可以分为多种细胞类型，但这种技术存在耗时且转换不完全的缺点。在重新编程过程中，细胞容易停留在中间。

这一次，团队采取了直接转换策略，从体细胞“一步到位”到运动神经元，而不是通过iPSC阶段。优化转换方案只需要三个转录因子(NGN2、结合两种促进细胞增殖的基因(编码p53DD和突变HRAS的基因)，ISL1和LHX3可以实现皮肤细胞向运动神经元的高效转化。

如果细胞在高水平表达转录因子的同时没有处于增殖状态，重新编程的效率会很低，而高增殖活性细胞更容易接受转换信号。这类似于提前激活细胞进入转换准备状态，从而更有效地响应转换因子的作用。

该团队测试了三种病毒载体，发现病毒转化效率最高。同时，降低细胞培养密度可以显著增加运动神经元的产量。这个优化过程在小鼠细胞中只需要2周，神经元产量是10倍以上。

经过两周的观察，大量神经元成功存活并形成神经连接。体外培养实验还表明，这些细胞具有可测量的电生理活性和钙信号传递能力，显示出通信潜力。