利用人源转录因子基因组合直接诱导人视网膜节细胞命运

作者：张可; 何庆海; 陈舒怡^*

来源：中国科学:生命科学 , 2022, 52(07): 1089-1100.

• 体细胞直接重编程
• 诱导神经元
• 视网膜节细胞
• 青光眼

将体细胞直接转分化为神经元的体细胞直接重编程技术为神经退行性疾病的病理机制研究和转化治疗方法开发提供了崭新的思路.青光眼是发病最广泛而又难治的视网膜神经退行性疾病,其病理基础是视网膜节细胞(retinal ganglion cell, RGC)及其轴突的退化和死亡.本课题组先前的研究表明,通过过表达小鼠的三个转录因子组合, Ascl1, Brn3b和Islet1,可以将小鼠成纤维细胞高效直接重编程为功能性的视网膜节细胞样细胞(induced RGC,iRGC).在此,本文继续探讨这三个因子组合是否可以实现人iRGC(human iRGC, hiRGC)的高效诱导.本研究利用慢病毒将小鼠或人的ASCL1, BRN3B和ISLET1过表达元件导入人成纤维细胞中,利用Tet-ON系统操控外源基因过表达;在诱导后的特定时间点,利用免疫荧光染色检测RGC标志性基因的表达情况,并通过膜片钳技术检测诱导形成的神经元的电生理功能,以评估、鉴定诱导人成纤维细胞直接重编程为功能性hiRGC的效果.研究结果表明,通过将小鼠Ascl1, Brn3b和Islet1基因替换为人ASCL1, BRN3B和ISLET1基因,并结合人SOX4,可以实现人成纤维细胞直接重编程为hiRGC的高效诱导.本诱导方案获得的hiRGC具有成熟的神经元形态,表达多种神经元特异性蛋白,并且展现功能性神经元的电生理特性.本研究为人视网膜节细胞命运决定机制探索和青光眼等难治型视网膜疾病转化应用提供了一种宝贵的细胞资源.

• 单位
  中山大学中山眼科中心; 眼科学国家重点实验室