גורמי ימאנקה

细胞及时重复

细胞及时重复

Yamanka 因子将细胞重编程为氟能胚胎干细胞,
仅使用 4 个编程因子(Oct4、Sox2、Klf4 和 c-Myc (OSKM)),它们会导致细胞重置其细胞身份(从而使细胞忘记其功能和它们注定的器官)
(Oct4、Sox2、Klf4 和 c-Myc (OSKM))暴露于重编程因子足够的时间,可以在不消除其身份的情况下逆转细胞的年龄。
这是部分细胞重编程的基础。

在《自然》杂志上发表的一项研究中,科学家报告了它对神经发生、新神经元产生的影响。
增加神经母细胞的产生;
认为老年大脑不会产生新神经元的普遍误解的日子已经一去不复返了。
从那时起,科学家们发现大脑的某些区域,例如海马体和室下区(SVZ)
含有神经源性生态位,即使在成年期也能产生新的神经元。
但是,随着年龄的增长,这个过程会大大减慢。

在他们的研究中,研究人员使用了经典的山中 OSKM 鸡尾酒。
许多研究人员一直关心如何提高重编程效率并降低肿瘤风险,
肿瘤主要与c-Myc相关,但本研究并非如此。

首先,科学家们通过培育基因工程小鼠来进行全身重新编程,这些小鼠在接受分子触发剂治疗时表达 OSKM:
在本例中为多西环素。
通过单细胞 RNA 测序,研究人员发现,随着年龄的增长,神经干细胞 (NSC) 后代中神经母细胞(神经元的直接前体)的比例下降,表明神经发生受损。
治疗扭转了这一趋势,使神经母细胞的比例恢复到年轻水平。

接下来,研究人员使用了更复杂的小鼠模型,其中 OSKM 表达在空间上仅限于 SVZ。
有趣的是,这一限制使他们能够将 OSKM 的表达时间延长至全身模型中致命的时间,并且工作安全。
对 NSC 和神经母细胞的影响甚至比全身重编程更令人印象深刻

重新编程的神经元指标

为了避免利基范围的影响,研究人员还对体外培养的 NSC 进行了实验。
就像活的有机体一样,从年老小鼠身上采集的神经干细胞产生的神经母细胞比例低于从年轻小鼠身上采集的神经母细胞。
用 OSKM 治疗 NSC 增加了其后代中神经母细胞的比例,
表明具有“让事情恢复正常”的再生效应。

然而,我们最终感兴趣的是神经元,而不是神经母细胞前体。
治疗是否导致更多神经元诞生?显然,是的。
在小鼠中,SVZ 衍生的神经母细胞迁移到嗅觉区域,在那里它们成为成熟的神经元(这表明嗅觉对这些动物有多么重要)。
随着年龄的增长,这个过程会急剧减慢。
OSKM 治疗增加了嗅球中产生的神经元数量,但未达到幼年水平。

通过单细胞转录和免疫染色验证,我们发现老年小鼠的部分全身重编程部分逆转了 SVZ 神经源性微环境中与年龄相关的神经母细胞比例缺陷。
这种“返老还童”效应可以通过针对 SVZ 本身进行部分重编程来重现,这表明了一种内在现象。
此外,细胞培养中旧 NSC 的部分重编程可自主增强其向神经祖细胞的分化。
这项研究通过系统地测试部分重编程对几种不同细胞类型的影响,揭示了部分重编程对老年大脑的影响。

完整研究:

https://www.nature.com/articles/s43587-024-00594-3