小分子化合物组合诱导成纤维细胞转分化为神经干细胞

Neural stem cells are stem cells with characteristics of self-renewing and potential of multiplex differentiation, which could be utilized for the treatment of neurodegenerative disease and neural injury. Therefore, lineage conversion for generating neural stem cells has become a competitive strategy, which is based on cell reprogramming promoted by lineage spicific transcription factors. Our study initially focuses on screening chemical compounds, which promote cell reprogramming efficiency or substitute for transcripiton factors enabling cell reprogramming. Next we directly convert fibroblsts into induced neural stem cells depending on above chemical compund combination alone. This study will provide a new method for generating neural stem cells. Importantly, the chemical compound combination may serve as an new avenue with great potential for lineage reprogramming and neural regenaration.

神经干细胞是一类具有自我更新和多方向分化潜能的干细胞，在神经退行性疾病和神经损伤修复的治疗中具有重要的应用前景。因此，利用细胞重编程技术，即谱系特异性转录因子诱导细胞转分化为神经干细胞已经成为研究的热点。本课题主要通过筛选促进细胞重编程效率的小分子化合物或者替代转录因子诱导细胞进入重编程状态的小分子化合物，最终，利用筛选得到的小分子化合物组合直接诱导成纤维细胞进入重编程状态并最终转分化为神经干细胞。本课题研究结果将为神经干细胞的获得提供一种新的方法，同时，小分子化合物的使用也将为细胞谱系重编程的研究和神经再生医学提供一种新的途径。

小分子化合物调控细胞命运转变是干细胞与再生医学领域的研究热点。本项目早期研究发现，在低氧条件下，小分子化合物组合（VCR）能够有效诱导体外培养的小鼠成纤维细胞直接转分化为神经干细胞（ciNPCs）；ciNPCs的生物学特征与小鼠脑组织来源的神经干细胞生物学特性相似，包括细胞增殖、自我更新、基因表达谱、体外和体内条件下分化为不同神经外胚层谱系的多能性等；此外，利用相同的小分子化合物组合也可诱导人尿液中的肾上皮细胞，在体外条件下直接转分化为神经祖细胞样细胞。在以上研究基础之上，进一步发现小分子化合物组合（VCR或VT）可以在体外和体内条件下，诱导小鼠星形胶质细胞转分化为神经元。以上研究不但开启了细胞命运调控的新方向，而且为基于神经干细胞的细胞治疗提供了新的种子细胞来源，同时为神经性疾病的治疗提供了全新方案。