大脑非常复杂，有成千上万种不同类型的细胞，每个细胞参与不同的疾病。理解和治疗许多大脑疾病的问题是，我们无法重复产生正确类型的脑细胞。
在一项新的研究中，美国斯克里普斯研究所(Scripps Institute)的克里斯汀鲍德温(Kristin Baldwin)教授和他的团队想知道是否有可能简化和扩展编码工具箱，直接从皮肤细胞制造神经元。Baldwin实验室成员Rachel Tsunemoto博士在之前的研究中提出，一次只使用两个转录因子就可以生成特定类型的神经元(Nature Neuroscience，2015，doi: 10.1038/)。因此，她和其他实验室成员设计并测试了大量的双转录因子代码，以了解它们是否可以将皮肤细胞转化为具有神经元基本核心特征的细胞，如其形状和电兴奋性。
虽然这些研究人员期望找到一些新的转录因子，或者可能根本没有，但他们的大规模筛选结果极其令人惊讶。在传统电记录方法和新的高灵敏度测序方法测试的近600个转录因子中，超过12%的转录因子最终将皮肤细胞转化为神经元——超过70个新的公式或代码被发现可用于神经元产生。相关研究成果于2018年5月9日在线发表在《自然》杂志上。论文题目是“神经元身份的多样重编程代码”。这些发现为在可重复的条件下在培养皿中研究常见的大脑疾病如自闭症、精神分裂症、成瘾和阿尔茨海默病打开了大门。
接着，一个更大的惊喜出现了。正如鲍德温所说，这些由皮肤细胞(具体来说是成纤维细胞)产生的“合成神经元”开始生长突触，并试图相互交流。要知道，成纤维细胞是不会互相交流的。
每个代码都会产生一组具有不同属性的神经元，其中一些似乎有助于理解我们基因组成的差异如何使我们容易产生出现在自闭症、尼古丁成瘾或神经退化等疾病中的神经多样性。
这项新研究代表了细胞重编程领域的重大进展。用来产生神经元的转录因子就像代码一样。如今，人们可以重复输入这些代码来获得其研究所需的特定类型的神经元，而不必从脑外科手术中获得非常有价值的人类样本(只能在几个小时内用于研究)。
鲍德温说，“现在我们可以成为更好的基因组侦探。建立这些代码及其产生的神经元类型的数据库，可以帮助我们将人类大脑疾病的基因组研究与神经元出了什么问题的分子理解直接联系起来，这是发现和开展靶向治疗的关键。”
这些研究人员正在鼓励其他科学家通过斯克里普斯研究所运营的一个名为BioGPS的免费平台来使用他们的研究成果。毕竟要探索的东西太多了。
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