首都醫科大學最新文章取得關鍵因子研究進展

　　來自首都醫科大學宣武醫院，教育部神經變性病學重點實驗室的研究人員針對一種關鍵的作用因子：膠質源性神經生長因子(glial cell derived neurotrophic factor, GDNF)展開研究，實現了人胚胎神經干細胞GDNF在體外培養條件下的表達調控，這對于帕金森病等神經退行性疾病的治療具有意義。

　　領導這一研究的是首都醫科大學張愚教授，張教授在美國西北大學攻讀博士學位期間，曾發現了第一個同時在胚胎分節和神經分節中起關鍵作用的“分子開關”，2001年回國后，張教授擔任首都醫科大學宣武醫院細胞治療中心主任，主要從事干細胞基礎及臨床應用方面的研究，先后在《Nature》、《Neuron》、《Development》等國際期刊發表SCI學術論文多篇。

　　膠質源性神經營養因子(glial cell derived neuro-trophic factor, GDNF)對多巴胺能神經元有特異性的營養作用。帕金森動物模型實驗和臨床研究都表明，在紋狀體中注入GDNF能夠阻止黑質多巴胺能神經元發生神經退行性變，并促進其軸突生長。

　　但由于GDNF作為一種大分子蛋白難以通過血腦屏障，因此其在臨床應用方面的效果一直不盡人意。目前已發現的幾種將GDNF應用于帕金森病治療的方法中, 以細胞作為載體將GDNF注入病變部位被認為是一種最為有前景的方案。

　　由于人胚胎神經干細胞在體外分化和移植入動物模型腦內都具有分化成為神經元, 星形膠質細胞和少突膠質細胞的能力, 并能夠很好的整合入移植宿主的腦區, 因此被認為是進行神經體統修復和細胞替代治療的理想選擇。

　　在這篇文章中，研究人員利用含有GDNF基因的可調控慢病毒載體，轉染人胚胎神經干細胞, 實現了GDNF在人胚胎神經干細胞在體外培養條件下的表達調控。

　　研究人員首先利用含有GDNF基因的慢病毒載體成功轉染人胚胎神經干細胞, 其中GDNF基因受四環素操縱子 7(tetracycline operator 7, tetO7)調控, 由延長因子 1(elongation factor 1, EF1-α)驅動。轉染后的神經干細胞，經過潮霉素篩選后，同時轉入對下游基因起抑制作用的慢病毒載體 TTS(tetra-cycline repressor fusion protein, TTS), TTS蛋白表達后可與tetO7相互作用抑制GDNF在人神經干細胞中的表達。

　　研究人員發現，當加入強力霉素(doxycycline, DOX)后, TTS與tetO7解離，GDNF表達可恢復到未調控前水平，并且轉染GDNF后的人胚胎神經干細胞仍然表達神經干細胞特異性抗原 nestin, Sox2。放線菌素D誘導凋亡后, 轉染GDNF組較正常對照組凋亡細胞比例有顯著降低，同時, 轉染 GDNF 的神經干細胞分化成神經元的比例有顯著提高。利用可調控的慢病毒調控GDNF在人胚胎神經干細胞中的表達為GDNF應用于神經退行性疾病的治療提供了實驗數據。

　　鑒于GDNF對黑質多巴胺能神經元的營養功能和保護作用, 很多研究小組都在試圖尋找一種安全而有效的方法使 GDNF 能夠避開全身應用難以通過血腦屏障的局限直接作用到受損腦區, 這種方法應同時能對 GDNF 的作用劑量和作用時間進行調控，以避免過量的應用帶來的副作用，與腦組織具有良好相容性的神經干細胞載體被認為具有很好的應用前景。

　　這項研究表明，利用可調控的慢病毒載體可以嚴格調控 GDNF 基因在人胚胎神經干細胞中的表達。實驗結果提示, GDNF分泌量和轉染拷貝數成正相關, 即通過控制人胚胎神經干細胞感染過程中含 GDNF基因慢病毒載體的病毒顆粒數，來控制 GDNF 的總體分泌水平，可以作為利用細胞載體攜帶GDNF時, 選擇合適 MOI 值和控制合適劑量的參考依據。