一些神經(jīng)疾病的發(fā)病率正在攀升，特別是那些與衰老有關的疾病，如阿爾茲海默癥和帕金森。為了更好地了解這些疾病，評估潛在新療法，生物學家需要能在實驗室進行研究的精確模型。

來自Salk和Stanford的研究人員，與Baylor醫(yī)學院的合作者證明，用之前發(fā)表的方法誘導神經(jīng)細胞，與大腦中自然發(fā)育的神經(jīng)元具有相匹配的分子特征。

這項研究發(fā)表在1月15出版的eLife雜志，為更好地模擬個體患者疾病打開了大門。

兩位通訊作者之一、Salk研究所教授Joseph Ecker表示，這項研究正在為實驗室中創(chuàng)造神經(jīng)元的最佳方式繪制路線圖。通過將細胞重編程為神經(jīng)元，你可以潛在地了解到這些疾病如何在細胞水平上發(fā)揮作用，特別是由遺傳變化驅動的疾病。

?Joseph Ecker和Chongyuan Luo

研究使用的細胞名叫成纖維細胞，它構成了動物大部分的結締組織，在傷口愈合中起重要作用。研究人員一直在研究如何在實驗室培養(yǎng)皿中將成纖維細胞轉化為神經(jīng)元細胞，直到現(xiàn)在他們還不知道這些新產生的神經(jīng)元是否與大腦中自然生長的神經(jīng)元準確對應。

該論文的合著者Stanford大學的Marius Wernig發(fā)明了一種利用匹配表觀基因組誘導成纖維細胞生長為神經(jīng)元的技術。在這種方法下，誘導神經(jīng)元不涉及多能性中間產物，而是從成纖維細胞直接轉化為神經(jīng)元。

“細胞工程的一個重要問題是，如何知曉你的產品的質量，”Ecker實驗室的博后學者、文章共同一作Chongyuan Luo說?！叭绻覀兝贸衫w維細胞制造神經(jīng)元，我們想知道它們如何與大腦中的神經(jīng)元相比較。我們特別感興趣的是在表觀基因組水平上觀察這些細胞?！?/p>

表觀基因組（epigenome）由附著在DNA上的化學物質組成，當基因被激活并轉化為蛋白質時，這些化學物質會對DNA進行調節(jié)。誘導神經(jīng)元和自然生長神經(jīng)元的表觀基因組之間的差異可能導致產物的不同特征，將直接影響神經(jīng)元行為模型的準確性。

利用Ecker實驗室開發(fā)的MethylC-seq技術，研究人員得以觀察到基因組中每個與甲基相連的化學基團的位置。經(jīng)證實，這些被誘導而成的神經(jīng)元具有與天然大腦神經(jīng)元相匹配的表觀基因組。

“這項研究是在小鼠細胞中進行的，我們計劃使用相同的策略研究人類細胞誘導神經(jīng)元，”Salk研究所基因組分析實驗室主任Ecker說。他還計劃與同事合作應用這項技術觀察人類細胞以更好地了解衰老相關認知衰退。

原文檢索：Global DNA methylation remodeling during direct reprogramming of fibroblasts to?neurons

來源：生物通