研究人员学习如何变老脑细胞
第一次,科学家们可以使用老年患者的皮肤样本创建脑细胞没有回滚的青春时钟细胞。新技术,产生细胞类似于那些老年人的大脑,科学家将一个福音学习与年龄相关的疾病,如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。
“这让我们保持细胞中与年龄相关的签名,这样我们可以更容易地研究老化对大脑的影响,“生锈的计说,索尔克生物研究所的教授实验室的遗传学和论文的资深作者,发表在细胞干细胞。
“通过使用这个强大的方法,我们可以开始回答许多问题关于人类神经细胞的生理和分子机制,不仅在健康老化,病理性衰老,”马丁追猎者说,索尔克教授也参与这项工作。
从历史上看,动物模型——从果蝇到老鼠的首选技术研究生物老化的后果,特别是在组织不能从人类生活,容易采样的大脑。在过去的几年中,研究人员越来越多地利用干细胞来研究人类的各种疾病。例如,科学家可以把患者的皮肤细胞,把它们变成诱导多能干细胞,它有能力成为任何细胞在体内。从那时起,研究人员可以促使干细胞变成脑细胞进行进一步的研究。但是这个过程——即使把皮肤细胞从一个年长的人类——并不能保证干细胞与“老”属性。
“作为研究人员开始使用这些细胞,很明显,在重组过程中创建干细胞细胞在其他方面也是新生,“杰罗姆·莫顿说,博士后研究员和这篇论文的第一作者。
表观遗传特征在老细胞——的化学标记的DNA模式决定基因表达——重置与年轻时签名。这使得研究人脑老化的困难,因为研究人员无法创建“旧”大脑细胞的方法。
计,追猎者,莫顿和他的同事们决定尝试另一种方法,转向一个更更新的技术,让他们直接将皮肤细胞转化为神经元,创建一个所谓的诱导神经元。“几年前,研究人员表明,可以做到这一点,完全绕过干细胞前体状态,”莫顿说。
科学家们收集了19人的皮肤细胞,从出生到89岁,促使他们变成脑细胞使用诱导多功能干细胞技术和直接转换的方法。然后,他们比较基因表达的模式产生的神经元与细胞取自解剖大脑。
诱导多能干细胞的方法时使用,如预期的那样,模式在神经元之间是没有区别的年轻和年老派生的样本。但大脑细胞,使用直接转换技术创建的有不同的基因表达模式取决于他们从年轻捐助者或老年人创建。
“我们派生的神经元显示差异取决于供体的年龄,”莫顿说。”,他们的基因表达的变化,之前涉及大脑衰老。”For instance, levels of a nuclear pore protein called RanBP17 -- whose decline is linked to nuclear transport defects that play a role in neurodegenerative diseases -- were lower in the neurons derived from older patients.
现在皮肤细胞神经元的直接转换可以保留这些签名的年龄,计预计技术成为一个有价值的工具,用于研究衰老。,而目前的工作只在创建测试其有效性脑细胞,他怀疑类似的方法可以让研究人员创建老年心脏和肝脏细胞。
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出版
计跳频et al。直接重新编程人类神经元保留Aging-Associated转录组签名和揭示与年龄相关的核质缺陷。细胞的干细胞,2015年10月8日在线发表。doi: 10.1016 / j.stem.2015.09.001
