Cell子刊：細胞重編程加速藥物篩選

　　最近，美國約翰霍普金斯大學的研究人員報道稱，一種實驗室培養的人類神經細胞可與心肌細胞搭檔，來刺激收縮。因為加速心跳的神經細胞來自于由人類皮膚細胞制成的誘導多能干細胞(iPS)，因此研究人員認為，這些細胞——稱為交感神經細胞，將有助于我們研究影響神經系統的疾病，也就是說，科學家將能夠在實驗室里培養復制特定疾病的神經細胞。相關閱讀：Cell新文章：治療免疫疾病，從神經細胞入手；科學家把普通皮膚細胞轉變成大腦神經細胞。

　　Gabsang Lee博士帶領了這項研究，他說，在某種程度上，他們開展這些實驗，是因為許多有前景的藥物在臨床試驗中卻由于神經系統副作用（包括血壓升高）而失敗了。他補充道：“我們的工作提出了一種可能性，即，有一天我們或許能夠，通過在實驗室培養的細胞中進行簡單的測試，而更好地預測哪些藥物會對我們重要器官的功能產生負面影響。”相關研究結果在線發表于6月16日的《Cell Stem Cell》雜志上。

　　交感神經細胞是所謂的交感神經系統的一部分，或多或少地自動激活和調節著呼吸、心率、視覺焦點、消化和恐懼反應。這些細胞將大腦與眼睛、血管和大部分內臟連接起來，很少受到意識思維的影響。

　　當這些細胞被激活時，它們提示釋放某些信號分子，如去甲腎上腺素，它們可擴張瞳孔和肺部的氣道、收縮血管以提高血壓，并增加心跳的頻率和力量。出故障的交感神經細胞可能會導致許多疾病，包括高血壓和其他心臟疾病。

　　在他們的實驗中，Lee的研究小組從人類胚胎干細胞和誘導多能干細胞開始，然后對它們進行遺傳改造，當某些主基因被激活時它們就會發出綠光，這個簡單的信號表明，細胞正變成交感神經細胞。

　　在嘗試多種化學物質的組合之后，該研究團隊最終找到了一個配方，使得通過不同成熟階段的干細胞——類似于發生在胚胎發育期間，成為交感神經細胞。他們將細胞產生的蛋白質和電流，與已知的交感神經模式和其他神經細胞進行比較，發現它們確實與普通交感神經細胞是一致的。

　　為了查明實驗室培養的神經細胞是否可能與靶細胞正確配對，并直接指導它們的功能，研究人員將三個不同來源的心肌細胞放在一起培養：剛出生的小鼠、小鼠胚胎干細胞和人類iPS細胞。神經細胞與三個來源的肌細胞相連，盡管研究人員添加了尼古丁來刺激神經細胞，但是只有來自新生小鼠的肌肉細胞更快地通過跳動做出響應。Lee說，這個結果需要進一步研究，但可能是因為一些肌肉細胞還不夠成熟。

　　Lee說，從好的方面說，因為之前的研究表明，神經細胞及其靶組織之間的工作聯系，可能有助于發育過程中的神經細胞成熟，因此，該研究團隊檢測了與/不與心肌細胞一起生長的神經細胞。正如預測的那樣，根據所釋放的蛋白質，與心肌細胞一起生長的交感神經，比隔離的對應物變得更成熟。

　　Lee說：“干細胞領域的關鍵問題是，我們怎樣才能制備體內各種成熟的細胞？現在我們可以制備交感神經細胞，但是我們將繼續研究它們的成熟過程，以查明它們與心臟細胞的連接所引發的分子變化。”

　　他的研究團隊也將測試神經與其他靶組織配對的能力，如血管和棕色脂肪，它們是由交感神經系統控制的，并參與各種疾病，如高血壓、糖尿病和肥胖。(棕色脂肪有助于控制卡路里的消耗和體溫)。Lee說，可以結合靶組織配對，來研究由這些疾病患者制備而成的神經細胞，以了解不同患者的基因錯誤如何影響神經的功能。