新方法可描繪中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育路線圖 已在小鼠視網(wǎng)膜中得到證實(shí)

美國約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員22日在《神經(jīng)元》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表論文稱，他們開發(fā)出一種通過追蹤細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的基因來描繪中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育情況的方法，且已在小鼠視網(wǎng)膜中得到證實(shí)。研究人員表示，這一技術(shù)有望用于未來開發(fā)治療致盲性疾病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的再生療法，推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)發(fā)展。

視網(wǎng)膜是一種已被科學(xué)家充分研究的結(jié)構(gòu)，其中包含多種存在于神經(jīng)系統(tǒng)其他部分的細(xì)胞類型，因此，可作為一個(gè)極好的范例用于研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。構(gòu)成視網(wǎng)膜的各種細(xì)胞類型都是由神經(jīng)祖細(xì)胞產(chǎn)生的，該細(xì)胞創(chuàng)造各種細(xì)胞類型所需的基因模式會(huì)沿著嚴(yán)格的時(shí)間線出現(xiàn)，如吸光視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞會(huì)由較年輕的祖細(xì)胞產(chǎn)生，而支持性神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞則由較老的祖細(xì)胞產(chǎn)生。

為了詳細(xì)研究神經(jīng)祖細(xì)胞發(fā)育成各類型細(xì)胞的過程并構(gòu)建路線圖，研究人員首先對(duì)不同發(fā)育時(shí)間點(diǎn)的個(gè)體小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞DNA進(jìn)行了測序，隨后將相關(guān)信息輸入他們開發(fā)的一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序中，該程序會(huì)快速壓縮大量的遺傳數(shù)據(jù)，生成一幅干細(xì)胞發(fā)育路線圖。通過路線圖，研究人員可以看到細(xì)胞發(fā)育的過程，了解哪些細(xì)胞類型會(huì)引發(fā)其他細(xì)胞類型，哪些細(xì)胞類型之間的關(guān)系最為密切，是什么基因變化導(dǎo)致小鼠和人類視網(wǎng)膜中100多種細(xì)胞類型的產(chǎn)生等情況。

研究人員表示，新技術(shù)提供了中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞發(fā)育方面最全面的路線圖，讓他們能夠更深入地了解個(gè)體基因和基因網(wǎng)絡(luò)對(duì)發(fā)育中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響。如果能利用這種路線圖來讓干細(xì)胞制造某種類型的視網(wǎng)膜細(xì)胞，有朝一日醫(yī)生便可以通過替換因黃斑變性和其他致盲性疾病而損壞的細(xì)胞來治療這些疾病。而將這一技術(shù)應(yīng)用于其他細(xì)胞類型，則有望幫助科學(xué)家更好地了解哪些基因會(huì)影響身體其他組織中的疾病發(fā)展。