跳躍基因或能幫助在培養(yǎng)皿中制造活性神經(jīng)元細(xì)胞

一項刊登在國際雜志Stem Cell Reports上的研究報告中，來自阿卜杜拉國王科技大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究表示，在實(shí)驗室培養(yǎng)皿中制造功能性腦細(xì)胞的過程需要對自私遺傳元件LINE-1（L1）逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的精確激活，相關(guān)研究結(jié)果或有望幫助開發(fā)安全有效的再生療法來治療帕金森疾病和其它腦部疾病。

人類、小鼠和其它哺乳動物的基因組擁有成百上千個L1元件，其大部分都處于失活狀態(tài)，然而有些仍然能夠自我復(fù)制并跳躍到不同的DNA元件中，其所引發(fā)的基因調(diào)節(jié)的影響可以是有害的也可以是有益的；有時跳躍基因也會誘發(fā)多種人類疾病，然而在早期大腦發(fā)育期間，神經(jīng)元細(xì)胞的正常發(fā)育需要L1的活性，目前研究人員并不清楚背后的原因。

為了解決這一問題，研究者Valerio Orlando及其同事開始對神經(jīng)發(fā)育的細(xì)胞模型進(jìn)行研究，他們對來自小鼠胚胎的皮膚細(xì)胞進(jìn)行工程化修飾使其表達(dá)不同的重編程因子，從而將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)元，這類似于在大腦黑質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元，黑質(zhì)是位于大腦深處的特殊結(jié)構(gòu)，在這一過程中，研究者觀察到了L1的激活。

研究者Francesco Della Valle說道，我們利用兩種阻斷L1動力學(xué)變化的藥物來處理細(xì)胞，兩種手段均能明顯損傷細(xì)胞轉(zhuǎn)化的效率，這就表明，L1的激活對于成功將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元細(xì)胞至關(guān)重要。隨后研究者對轉(zhuǎn)化前后細(xì)胞內(nèi)的所有DNA進(jìn)行測序，從而就能確定L1元件插入到了基因組中哪個具體位置，他們發(fā)現(xiàn)，基因周圍的插入熱點(diǎn)區(qū)域或參與了神經(jīng)元的譜系形成和功能發(fā)揮，因此，這些位點(diǎn)中的DNA包裝密度較低，這就能夠使得相關(guān)基因能以更高水平進(jìn)行表達(dá)。

本文研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了重復(fù)性元件在細(xì)胞分化和組織特異性發(fā)育程序中所扮演的關(guān)鍵及前所未有的作用或角色；最后研究者Della Valle說道，本文研究能為研究者們提供非常有價值的信息，來幫助其設(shè)計多種新型的細(xì)胞療法從而替代諸如帕金森和其它神經(jīng)性障礙患者機(jī)體中缺失的產(chǎn)多巴胺神經(jīng)元細(xì)胞，異常的L1元件活性或為威脅任何產(chǎn)品的活力和安全性，因此通過優(yōu)化L1元件的功能或許也能增強(qiáng)研究人員開發(fā)再生醫(yī)學(xué)療法的速度和效率。