【導(dǎo)讀】港大醫(yī)學(xué)院聯(lián)合德國(guó)團(tuán)隊(duì)在《自然·細(xì)胞生物學(xué)》發(fā)表研究,首次發(fā)現(xiàn)小鼠外周神經(jīng)干細(xì)胞(pNSC),該細(xì)胞源自神經(jīng)管并遷移至四肢、肺部等器官,具備自我更新和多向分化能力且無腫瘤風(fēng)險(xiǎn)。這一發(fā)現(xiàn)打破了神經(jīng)干細(xì)胞僅存于中樞系統(tǒng)的傳統(tǒng)認(rèn)知,為帕金森病、脊髓損傷等神經(jīng)退行性疾病治療提供了新型安全細(xì)胞來源,研究成果入選自然期刊年度論文。
香港大學(xué)李嘉誠(chéng)醫(yī)學(xué)院(港大醫(yī)學(xué)院)與德國(guó)馬克斯·普朗克分子生物醫(yī)學(xué)研究所合作的研究團(tuán)隊(duì),近期在《自然·細(xì)胞生物學(xué)》期刊發(fā)表了一項(xiàng)顛覆性研究:首次在實(shí)驗(yàn)小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)之外的新型神經(jīng)干細(xì)胞——外周神經(jīng)干細(xì)胞(pNSC)。這一發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了“神經(jīng)干細(xì)胞僅存在于大腦和脊髓中”的傳統(tǒng)認(rèn)知,還為神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默?。┖蛣?chuàng)傷性損傷的治療開辟了全新路徑。研究團(tuán)隊(duì)由港大醫(yī)學(xué)院韓東博士、劉澎濤教授及德國(guó)Hans R. Sch?ler教授共同領(lǐng)導(dǎo),成果入選《自然》期刊“年度干細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)論文”。以下內(nèi)容基于權(quán)威搜索結(jié)果,系統(tǒng)梳理研究核心發(fā)現(xiàn)、科學(xué)意義及未來前景。
數(shù)十年來,科學(xué)界普遍認(rèn)為哺乳動(dòng)物的神經(jīng)干細(xì)胞(NSC)僅存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS),負(fù)責(zé)生成神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞,是神經(jīng)修復(fù)的核心來源。然而,這一觀點(diǎn)長(zhǎng)期缺乏外周神經(jīng)系統(tǒng)(PNS)存在干細(xì)胞的證據(jù)。港大醫(yī)學(xué)院團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)際實(shí)驗(yàn)室,通過基因追蹤技術(shù)與干細(xì)胞分離技術(shù),在小鼠模型中展開系統(tǒng)性研究:
- 實(shí)驗(yàn)?zāi)P?/strong>:利用Sox1-Cre和Sox1-CreERT2轉(zhuǎn)基因小鼠,追蹤細(xì)胞遷移路徑。
- 技術(shù)手段:結(jié)合全基因組轉(zhuǎn)錄分析和表觀遺傳特征鑒定,從胚胎肢體、肺組織、尾部及成年肺組織中分離細(xì)胞。
- 對(duì)比驗(yàn)證:將pNSC與中樞神經(jīng)干細(xì)胞(CNS-NSC)及神經(jīng)嵴干細(xì)胞(NCSC)進(jìn)行形態(tài)、分化能力和分子標(biāo)記對(duì)比,排除傳統(tǒng)來源混淆。
這一方法首次證實(shí)pNSC并非源于神經(jīng)嵴細(xì)胞,而是獨(dú)立存在于外周組織中的多能干細(xì)胞。
研究團(tuán)隊(duì)通過基因標(biāo)記證實(shí),pNSC源自神經(jīng)管中的Sox1陽性神經(jīng)上皮細(xì)胞(NECs)。在胚胎發(fā)育早期,這些細(xì)胞從神經(jīng)管遷移至四肢、肺、尾部及背根神經(jīng)節(jié)等外周器官,并在成年階段保持未分化狀態(tài)。例如:
- 在胚胎期小鼠中,pNSC分化為成熟神經(jīng)元和部分膠質(zhì)細(xì)胞,參與外周神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。
- 成年小鼠的肺部和尾部組織中,pNSC仍具備活性,挑戰(zhàn)了“外周神經(jīng)細(xì)胞無再生能力”的舊理論。
pNSC展現(xiàn)出與CNS-NSC高度相似的特性,但具備更易獲取的優(yōu)勢(shì):
- 自我更新與分化能力:在體外培養(yǎng)中可無限增殖,并分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞等神經(jīng)細(xì)胞類型,且不形成畸胎瘤(無腫瘤風(fēng)險(xiǎn))。
- 分子標(biāo)記一致性:表達(dá)神經(jīng)干細(xì)胞特異性標(biāo)志物(如Sox1),全基因組轉(zhuǎn)錄譜和表觀遺傳特征與大腦NSC匹配。
- 臨床可及性:相較于腦源性干細(xì)胞,pNSC可從胚胎四肢、新生兒肺組織等易于獲取的部位分離,大幅降低臨床應(yīng)用的復(fù)雜性。
團(tuán)隊(duì)正探索人類組織是否存在類似pNSC:
- 當(dāng)前重點(diǎn):從人體肺、皮膚等外周組織采樣,驗(yàn)證pNSC的存在性與分化潛能。
- 臨床轉(zhuǎn)化路徑:若成功證實(shí),pNSC可成為個(gè)性化治療的基石,例如利用患者自身pNSC避免免疫排斥。
港大醫(yī)學(xué)院與馬克斯·普朗克研究所的這項(xiàng)研究,不僅重新定義了神經(jīng)干細(xì)胞的分布版圖,還為全球數(shù)億神經(jīng)疾病患者帶來新希望。韓東博士強(qiáng)調(diào):“這一發(fā)現(xiàn)將推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)從理論邁向?qū)嵺`?!彪S著人類研究的深入,pNSC有望成為神經(jīng)修復(fù)的“萬能鑰匙”,最終實(shí)現(xiàn)“無創(chuàng)治療神經(jīng)退行性疾病”的愿景。研究詳情可查閱《自然·細(xì)胞生物學(xué)》論文原文(鏈接)及后續(xù)臨床進(jìn)展報(bào)告。
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