科學家成功的將人類皮膚細胞變成神經元細胞



Scientists Produce Neurons From Human Skin


Science Daily — 來自加拿大拉瓦爾大學醫學院(Université Laval's Faculty of Medicine)的科學家們成功地將從成人皮膚上所萃取出的幹細胞於生物體外(in vitro)培養成神經元(neurons)細胞。這是第一次有人能成功地將人類皮膚進行細胞分化而達到神經細胞的階段。這個計畫的主持人是 François Berthod 教授。這個突破得以讓我們在面對像帕金森氏症(Parkinson’s disease)這類有關神經退化疾病的治療時能有革命性的進步。Berthod 與他的研究團隊在最近一期《細胞生理學期刊》(Journal of Cellular Physiology)中詳細的描述了這個研究的細節。



圖1. Photo A: Day 0, high concentration of nestin (in red), a marker present in neuron precursor cells. Photo B: Day 4, cells start producing ßIII-tubuline (in green), an element of the neuron's cytoskeleton. Photo C: Day 7, increase of ßIII-tubuline concentration in cells. Photo D: Day 14, cells express only ßIII-tubuline. (Credit: Université Laval)


這個研究是取材自整型手術中所獲得的皮膚。他們將這個皮膚樣本進行各種不同的處理,以便能在生物體外培養出神經元前驅細胞。皮膚他自己本身是不含有神經元的,神經元基本上是附著於脊髓,而「軸突(axons)」則是由神經元的細胞本體所延伸出的結構,可以視為神經元的輸出通道。研究人員的挑戰在於他們必須要從一個未分化的細胞中得到神經元而非從神經細胞中的多樣性神經元得到。



圖2. 一般的神經元結構圖(圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Neurons


從研究人員的測試中顯示出從皮膚而來的幹細胞在適當的環境之下可以在生物體外進行增殖(proliferate)及分化(differentiate)。他們會進一步地成長成一般神經元都具有的橢圓長形形狀。而就生化層面來說,研究人員發現在開始實驗的數日之內,這些細胞便會出現標記以及在神經元細胞之間才會出現的神經脈衝。Berthod 教授指出:「這代表在這些神經元之間開始形成突觸(synapse)了。」


圖3. 兩個神經元彼此間連結的狀況


近期來說,這個突破性的發展也許會對神經科學研究領域造成衝擊與震撼。「站在研究角度來說,從皮膚細胞產生神經元細胞也許可以解決人類神經系統的問題,」Berthod 教授解釋到。「因為在過去,神經元細胞並不會倍增,研究人員必須依賴實驗用小動物的神經元來執行他們的實驗。」


若以長遠來看,當我們有能力可以從皮膚細胞得到神經元,等於在醫學治療的應用來說打開了一扇革命性的大門。「我們可以從病患的身上取得他們的皮膚細胞,然後利用這些細胞生成完美無瑕且完全相容的神經元,如此就可以避免掉相互排斥的風險。我們也可以將這些神經細胞移植入腦部病變的區域。」Berthod 說到「就目前而言,這個作法用對帕金森氏症來說是一種讓人覺得有興趣的處理方式。」最後 Berthod 的結論是「在我們認為可以做這些事情之前,我們必須改進神經細胞的分化,並且證明他們的確是可以傳送神經脈衝訊號的。」



圖4. François Berthod 教授(左),圖片來源:http://www.als-mda.org/publications/als/als10_10.html


Note: This story has been adapted from a news release issued by Université Laval.


原始文獻:
"Differentiation of human adult skin-derived neuronal precursors into mature neurons", J. Cellular Physiology, 2007, 210, 498-506.

文獻摘要:http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/113468448/ABSTRACT

原始網頁:http://www.sciencedaily.com/releases/2007/02/070222102006.htm