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新方法可描绘中枢神经系统发育路线图

2019-05-24 08:09 来源:科技日报

  美国约翰·霍普金斯大学医学院研究人员22日在《神经元》杂志网络版上发表论文称,他们开发出一种通过追踪细胞内表达的基因来描绘中枢神经系统发育情况的方法,且已在小鼠视网膜中得到证实。研究人员表示,这一技术有望用于未来开发治疗致盲性疾病和其他神经系统疾病的再生疗法,推动再生医学发展。

  视网膜是一种已被科学家充分研究的结构,其中包含多种存在于神经系统其他部分的细胞类型,因此,可作为一个极好的范例用于研究中枢神经系统发育。构成视网膜的各种细胞类型都是由神经祖细胞产生的,该细胞创造各种细胞类型所需的基因模式会沿着严格的时间线出现,如吸光视杆细胞和视锥细胞会由较年轻的祖细胞产生,而支持性神经胶质细胞则由较老的祖细胞产生。

  为了详细研究神经祖细胞发育成各类型细胞的过程并构建路线图,研究人员首先对不同发育时间点的个体小鼠视网膜细胞DNA进行了测序,随后将相关信息输入他们开发的一个机器学习计算机程序中,该程序会快速压缩大量的遗传数据,生成一幅干细胞发育路线图。通过路线图,研究人员可以看到细胞发育的过程,了解哪些细胞类型会引发其他细胞类型,哪些细胞类型之间的关系最为密切,是什么基因变化导致小鼠和人类视网膜中100多种细胞类型的产生等情况。

  研究人员表示,新技术提供了中枢神经系统细胞发育方面最全面的路线图,让他们能够更深入地了解个体基因和基因网络对发育中的中枢神经系统的影响。如果能利用这种路线图来让干细胞制造某种类型的视网膜细胞,有朝一日医生便可以通过替换因黄斑变性和其他致盲性疾病而损坏的细胞来治疗这些疾病。而将这一技术应用于其他细胞类型,则有望帮助科学家更好地了解哪些基因会影响身体其他组织中的疾病发展。

(责任编辑:王蔚)

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