باز برنامه­ریزی مستقیم آستروسیت­های انسانی به سلول­های بنیادی عصبی و نورون­ها

Corti S, Nizzardo M, Simone C, Falcone M, Donadoni C, Salani S, Rizzo F, Nardini M, Riboldi G, Magri F, Zanetta C, Faravelli I, Bresolin N, Comi GP

Exp Cell Res, 2012

خلاصه

تولید نورون­ها و سلول­های بنیادی عصبی از آستروسیت­های انسانی دوباره برنامه­ریزی شده، راهکار بالقوه­ای برای ترمیم آسیب­های عصبی محسوب می­شود. در این مطالعه، ما  بازگشت تمایز آستروسیت­های قشری در انسان به فنوتیپ پیش­ساز/ بنیادی عصبی را با هدف دستیابی به سلول­های بالغ و پروژنیتوری با ماهیت عصبی نشان دادیم. بیان خارجی فاکتورهای دخیل در برنامه­ریزی مجدد یعنی OCT4، SOX2 یا NANOG در آستروسیت­ها در شرایط کشت/سایتوکاینی اختصاصی، برنامه­ی ژنی سلول­های بنیادی عصبی را در این سلول­ها فعال کرده و تولید سلول­های بیان­کننده­ی مارکرهای پیش­ساز/بنیادی عصبی را القا می­کنند. آستروسیت­های CD44⁺ بالغ خالص نیز این تغییر به سمت رده­ی عصبی را نشان می­دهند و نیازی به گذر از مرحله و وضعیت پرتوانی ندارند. این سلول­های بنیادی عصبی مشتق از آستروسیت­ها به نورون­ها، آستروسیت­ها و الیگودندروسیت­ها تمایز می­یابند و خصوصیات پیوند به in vivo را از خود نشان می­دهند. بیان ASCL1 کسب فنوتیپ عصبی را در in vitro و in vivo بیشتر تحریک می­کند. بررسی­های متیلاسیون نشان دادند که تغییرات اپی­ژنتیکی مبنا و اساس این فرآیند را تشکیل می­دهند. احیای خاصیت چندتوانی در آستروسیت­های انسان، در جهت برنامه­ریزی مجدد سلولی سلول­های سیستم عصبی مرکزی درونی با هدف درمان بیماری­های عصبی، بالقوه کاربردی می­باشد.    

Exp Cell Res. 2012 Mar 8. [Epub ahead of print]

Direct reprogramming of human astrocytes into neural stem cells and neurons

Corti S, Nizzardo M, Simone C, Falcone M, Donadoni C, Salani S, Rizzo F, Nardini M, Riboldi G, Magri F, Zanetta C, Faravelli I, Bresolin N, Comi GP.

Abstract

Generating neural stem cells and neurons from reprogrammed human astrocytes is a potential strategy for neurological repair. Here we show dedifferentiation of human cortical astrocytes into the neural stem/progenitor phenotype to obtain progenitor and mature cells with a neural fate. Ectopic expression of the reprogramming factors OCT4, SOX2, or NANOG into astrocytes in specific cytokine/culture conditions activated the neural stem gene program and induced generation of cells expressing neural stem/precursor markers. Pure CD44+ mature astrocytes also exhibited this lineage commitment change and did not require passing through a pluripotent state. These astrocyte-derived neural stem cells gave rise to neurons, astrocytes, and oligodendrocytes and showed in vivo engraftment properties. ASCL1 expression further promoted neuronal phenotype acquisition in vitro and in vivo. Methylation analysis showed that epigenetic modifications underlie this process. The restoration of multipotency from human astrocytes has potential in cellular reprogramming of endogenous central nervous system cells in neurological disorders.