Прямое превращение клеток кожи мыши в нейроны, минуя стадию iPS
Учёные из Медицинской школы Стэнфордского университета совершили прорыв: они превратили клетки кожи мыши в лабораторной чашке непосредственно в функциональные нервные клетки, используя всего три гена. Клетки совершили превращение, не проходя через стадию плюрипотентных стволовых клеток (iPS), что долгое время считалось обязательным этапом для смены клеточной идентичности.
Ключевые достижения:
- Прямое перепрограммирование: Клетки кожи были напрямую превращены в другой тип клеток — нейроны.
- Функциональность: Полученные нейроны являются полностью функциональными: они генерируют электрические токи и формируют синапсы (связи) с другими нервными клетками.
- Скорость и эффективность: Процесс занял менее недели с эффективностью до ~20%. Это значительное улучшение по сравнению с методом iPS, который занимает недели и имеет эффективность всего 1–2%.
Методология:
Исследователи использовали лентивирус, чтобы внедрить в клетки кожи мышей панель из 19 генов, связанных с нейральным развитием. Методом проб и ошибок они сократили необходимый набор до трёх ключевых генов. Процедура сработала как на эмбриональных, так и на взрослых клетках кожи.
Научное значение:
Открытие бросает вызов традиционному взгляду на клеточную специализацию как на «дорогу с односторонним движением». Оно предполагает, что плюрипотентная стадия (iPS) не является обязательным промежуточным этапом, а может быть просто одним из возможных клеточных состояний. По словам старшего автора Мариуса Вернига, перепрограммирование, вероятно, представляет собой прямое преобразование из одного типа клеток в другой.
Перспективы:
Эта технология может революционизировать регенеративную медицину и исследования заболеваний:
- Моделирование болезней: Быстрое создание нейронов от конкретного пациента позволит изучать такие заболевания, как Паркинсона или Альцгеймера, непосредственно в лабораторной чашке.
- Клеточная терапия: В перспективе метод может быть использован для производства клеток для терапии.
Исследование опубликовано 27 января в журнале Nature.