在一项新研究中，来自美国沙克生物研究所的研究人员发现一种新方法：利用转录因子将脐带血细胞转化为神经元样细胞(neuron-like cell)。这种神经元样细胞有可能被用来治疗一系列神经疾病，包括中风、创伤性脑损伤和脊髓损伤。
研究人员证实这些来自中胚层(mesoderm)的脐带血细胞的能够转换到外胚层细胞，而正是外胚层细胞产生脑细胞、脊髓细胞和神经细胞。论文通讯作者、沙克生物研究所基因表达实验室教授Juan Carlos Izpisua Belmonte说，“这项研究是第一次证实通过诱导表达单个转录因子就能够将纯的人脐带血细胞直接转化为神经元谱系的细胞。”相关研究结果于2012年7月16日发表在PNAS上[1]。
研究人员利用一种逆转录病毒来导入一种转录因子Sox2到脐带血细胞中，其中Sox2作为神经元发育的一种开关而发挥作用。在实验室中培养之后，他们发现表达神经元标记物的细胞集落。利用多种测试方法，他们确定这些被称作诱导性神经元样细胞(induced neuronal-like cell, iNC)的新细胞能够传递电脉冲，从而表明这些细胞是成熟的功能性神经元。此外，他们将导入Sox2的脐带血细胞移植到小鼠大脑之中，发现它们整合到现存的小鼠神经元网络之中，并且能够像成熟的功能性神经元那样传递电信号。
论文共同第一作者Mo Li说，“我们也证实这些脐带血来源的神经元能够在一定条件下增殖，并且在实验室中和小鼠大脑内仍然保持分化为更多的成熟神经元的能力。尽管我们开发的这些细胞不能只分化为诸如运动神经元或中脑神经元之类的特定细胞系，但是我们希望在未来产生临床上比较重要的神经元亚型。”
脐带血细胞要比其他类型的干细胞有很多优势。首先，它们不是胚胎干细胞，因而不会引起争议。它们也比来自诸如骨髓之类来源的成体干细胞更具可塑性或灵活性，这就使得它们更加容易转化为特定的细胞系。收集脐带血细胞比较安全，不会产生疼痛，而且对供者也不会产生风险，因此它们能够被储存在血库中以便未来使用。
Sox2的相关研究
SOX2基因在癌症发生中的作用[2]
科学家们发现，基因SOX2在肺部和食道鳞状细胞癌中被激活了。对食道和气管的发育来说，SOX2是一种重要基因，而且在重新程序化成熟细胞、使之成为干细胞的过程中，也发挥了重要作用。新成果发表在日前在《自然—遗传学》期刊上，揭示出干细胞与癌症的一种新关系。
基因Sox2、Oct 4和Nanog协同调控人胚胎干细胞发育[3]
科学家们已经鉴定出在发育早期有活性的三个基因Nanog、Oct 4和 Sox2是维持胚胎干细胞自我更新能力并阻止它们提前分化为“错误”类型细胞的能力而所必需的。因为胚胎干细胞的使用受到限制，对这些基因的很多研究一直是在小鼠中开展的。
这项新研究表明人胚胎干细胞在人类中发挥作用的方式与小鼠胚胎干细胞存在显著的差别。比如，在人类中，Nanog和Oct4一起来调节神经外胚层细胞 (neuro-ectoderm cell)---产生神经元和其他中枢神经系统细胞的细胞系---的分化。相反地，Sox2抑制中胚层细胞---产生肌肉和很多其他组织类型的细胞系 ---的分化。Oct4与其他基因一起发挥协同作用，在调节全部4种早期细胞系中发挥着关键性作用。
哈佛学者Cell子刊揭示成体干细胞重要标记物Sox2[4]
来自哈佛大学及哈佛医学院、麻省总医院癌症及再生医学院中心、哈佛干细胞研究所等机构的研究人员在新研究中证实一种在维持干细胞多能性及细胞重编程中发挥关键性作用的转录因子Sox2可作为成体干细胞的一个重要分子标记物。
[1] Alessandra Giorgettia, Maria C. N. Marchettob, Mo Lic, Diana Yub, Raffaella Fazzinaa, Yangling Mub, Antonio Adamoa, Ida Paramonova, Julio Castaño Cardosoa, Montserrat Barragan Monasterioa, Cedric Bardyb, Riccardo Cassiani-Ingonia, Guang-Hui Liuc, Fred H. Gageb,3, and Juan Carlos Izpisua Belmonte. Cord blood-derived neuronal cells by ectopic expression of Sox2 and c-Myc.PNAS,2012
[2] Bass AJ, Watanabe H, Mermel CH, Yu S, Perner S, Verhaak RG, Kim SY, Wardwell L, Tamayo P, Gat-Viks I, Ramos AH, Woo MS, Weir BA, Getz G, Beroukhim R, O'Kelly M, Dutt A, Rozenblatt-Rosen O, Dziunycz P, Komisarof J, Chirieac LR, Lafargue CJ, Scheble V, Wilbertz T, Ma C, Rao S, Nakagawa H, Stairs DB, Lin L, Giordano TJ, Wagner P, Minna JD, Gazdar AF, Zhu CQ, Brose MS, Cecconello I, Jr UR, Marie SK, Dahl O, Shivdasani RA, Tsao MS, Rubin MA, Wong KK, Regev A, Hahn WC, Beer DG, Rustgi AK, Meyerson M. SOX2 is an amplified lineage-survival oncogene in lung and esophageal squamous cell carcinomas. Nat Genet, 2009
[3] Wang Z, Oron E, Nelson B, Razis S, Ivanova N. Distinct lineage specification roles for NANOG, OCT4, and SOX2 in human embryonic stem cells. Cell Stem Cell, 2012
[4] Arnold K, Sarkar A, Yram MA, Polo JM, Bronson R, Sengupta S, Seandel M, Geijsen N, Hochedlinger K. Sox2(+) adult stem and progenitor cells are important for tissue regeneration and survival of mice. Cell Stem Cell, 2011
