麻省理工學院（MIT）開發的一項新技術可以幫助將皮膚細胞轉化為神經元，而無需先將其轉化為幹細胞。正如在小鼠細胞中所證明的那樣，這種方法可以更容易、更有效地產生大量神經元。

如果將其引入人體，它將在治療與脊髓損傷和神經退行性變化相關的疾病方面具有革命性意義。

“我們能夠獲得產量，我們可以詢問這些細胞是否可以作為細胞替代療法的可行候選者，我們希望它們可以。這就是這些類型的重新程式設計技術可以帶我們去的地方，”該研究的作者之一凱蒂·加洛韋說。

從皮膚到神經元：跳過幹細胞階段

將一種類型的細胞轉化為另一種類型的傳統方法需要一個中間步驟：在將細胞分化為所需類型之前，將細胞重新程式設計為誘導多能幹細胞（iPSC）。

加洛韋說：“通常情況下，重程式設計的挑戰之一是細胞可能會陷入中間狀態。”“因此，我們正在使用直接轉換，而不是通過iPSC中間，我們直接從體細胞到運動神經元。”

麻省理工學院的研究小組開創了一種方法，通過直接轉化來消除幹細胞階段。通過使用三種轉錄因數，以及另外兩種有助於增殖的基因，他們能夠將小鼠皮膚細胞轉化為運動神經元。這導致一個皮膚細胞產生了10多個神經元，這是基於其他技術的1100%的增長。

“如果你在非增殖性細胞中表達非常高水平的轉錄因數，重程式設計率將非常低，但超增殖性細胞更容易接受。這就像它們已經增強了轉化能力，然後它們變得更容易接受轉錄因數的水準，”加洛韋說。

有效的基因傳遞，最大限度的神經元生產

實現細胞直接轉化的一個主要障礙是確保在所需要的閾值處傳遞所有所需的基因。在之前的研究中，每個基因需要一個不同的病毒載體，這使得表達難以控制。現在，研究人員通過將所有三種轉錄因數結合到一個修飾病毒中來解決這個問題，這導致了適當的表達水準，並改變了整個過程。

為了進一步提高療效，研究人員使用了一種不同的病毒，將另外兩個促進細胞更快分裂的基因植入其中。那些經歷過這種高度增殖階段的細胞變得相當容易轉化，因此，大大增加了神經元的產量。

在嘗試了多種病毒傳遞系統後，研究小組發現逆轉錄病毒是最有效的。此外，降低培養細胞密度已經提高了轉換率，甚至可以在短短兩周內快速產生大量神經元。

儘管臨床試驗已經開始使用iPSC衍生的神經元治療漸凍症，但產生足夠數量的高品質神經元仍然是一個挑戰。這種新的直接轉換方法可能提供一種更有效的替代方法，可能會加速基於神經元的治療方法的發展。

這項研究發表在《細胞系統》雜誌上。