成纖維細胞直接重編程為胃腸神經元的實驗研究

《成纖維細胞直接重編程為胃腸神經元的實驗研究》是依託中山大學，由李偉強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：成纖維細胞直接重編程為胃腸神經元的實驗研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李偉強
• 依託單位：中山大學

中文摘要

以胃腸神經元缺失或病損導致的如先天性巨結腸、胃輕癱等胃腸動力障礙性疾病，目前臨床無有效治療手段。胃腸神經元移植可能是該類疾病的有效治療方法。然而成體組織中胃腸神經元數量少、取材與擴增困難，制約了臨床套用。轉分化技術有利於快速獲得適合自體移植、安全性較高的種子細胞來源，在細胞替代治療和疾病體外模型的建立中有良好的套用前景。申請人前期建立了人多能幹細胞向胃腸神經元的高效分化體系，深入分析了不同分化階段細胞的基因表達譜。在此基礎上，本研究擬將人成纖維細胞直接重編程為胃腸神經元或其幹細胞即胃腸神經嵴幹細胞，通過轉錄組測序、電生理檢測等方法鑑定轉分化細胞的生物學特性，並探討轉分化細胞在體外對先天性巨結腸患者腸道組織，及在RET基因敲除的巨結腸小鼠模型中的神經修復再生能力。通過本研究的實施，不僅可以為胃腸動力障礙性疾病的治療提供新的思路和技術手段，也有助於建立胃腸動力障礙性疾病的細胞模型探索發病機制。

結題摘要

以胃腸神經元缺失或病損導致的先天性巨結腸（HSCR）等胃腸動力障礙性疾病（GI），目前臨床無有效治療手段，而胃腸神經元的移植可能是一種有效的治療方法。本研究擬建立將人成纖維細胞直接重編程為胃腸神經嵴幹細胞或胃腸神經元的轉分化體系，通過轉錄組測序、電生理檢測等方法鑑定轉分化細胞的生物學特性，並探討轉分化細胞在巨結腸小鼠模型中的神經修復再生能力。為胃腸神經元的移植提供新的細胞來源。申請團隊利用基因過表達的方法，通過逆轉錄病毒的方法結合四環素可調控載體技術，成功建立了將人皮膚成纖維細胞（HDF）轉分化為胃腸神經嵴幹細胞（iENCSCs）和胃腸神經元（iENs）的體系。我們首先通過TUJ1染色篩選實現胃腸神經元轉分化的基因組合，發現APSH四因子組合可以較為高效的誘導得到轉分化胃腸神經元；進一步檢測轉分化過程中不同時間點的細胞特性，發現轉分化第14天，約有5-10%的細胞表達胃腸神經嵴幹細胞的特異標誌物SOX10、AP2α、p75和HNK1等，即為轉分化胃腸神經嵴幹細胞（iENCSCs）；iENCSCs可在神經元分化體系中進一步誘導分化具有典型神經元形態的細胞，免疫螢光染色顯示存在不同亞型（VIP, ChAT, NOS, VIP等）的腸道神經元iENs，且具有成熟神經元的特徵包括鈣通道活性和動作電位等；表達譜測序的結果提示iENs與成體組織分離的腸道神經元其基因表達譜相似度較高（R2＞0.90）；進一步利用無神經的先天性巨結腸病人腸道組織和化學誘導的先天性巨結腸免疫缺陷小鼠模型證實，iENCSCs能在小鼠腸道組織中有效的存活、遷移和分化。綜上，本項目成功建立了個體特異的胃腸神經元轉分化體系，利用該技術有望獲得病人特異的轉分化胃腸神經元用於GI等疾病的自體移植。通過本研究的實施，不僅可以為胃腸動力障礙性疾病的治療提供新的思路和技術手段，也有助於建立胃腸動力障礙性疾病的細胞模型探索發病機制。