人類每天沖走的某些廢物可能成為研究疾病的強大腦細胞來源，甚至有一天可能用於神經退行性疾病的治療。科學家們發現了一種相對直接的方法，可以說服人類尿液中丟棄的細胞轉變成有價值的神經元。
該技術在本週發表在自然方法線上研究中描述，不涉及胚胎幹細胞。這些細胞在移植時存在嚴重的缺點，例如腫瘤發生的風險。相反，該方法使用尿液中存在的普通細胞，並將它們轉化為神經祖細胞——腦細胞的前體。這些前體細胞可以幫助研究人員比目前的方法更快地從更多患者身上生產出為個人量身定製的細胞。
研究人員通常重新程式設計培養的皮膚和血細胞成為誘導多能幹 (iPS) 細胞，這些細胞可以繼續形成身體中的任何細胞。但尿液是更容易獲得的來源。
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幹細胞生物學家裴端卿及其在中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院的同事此前已證明，尿液中的腎臟上皮細胞可以被重新程式設計為 iPS 細胞。
然而，在該研究中，該團隊使用逆轉錄病毒將多能性基因插入細胞——這是細胞重程式設計中的常用技術。這會改變細胞的遺傳構成，並使其變得不可預測，因此在本研究中，裴和他的同事使用不整合到細胞基因組中的載體引入了基因。
他們的一項實驗從尿液中產生了圓形重程式設計細胞集落，這些集落僅在 12 天后就類似於多能幹細胞——大約是產生 iPS 細胞通常所需時間的一半。當進一步培養時，這些集落呈現出神經幹細胞常見的玫瑰花結形狀。
無腫瘤
裴和他的同事將這些細胞轉移到用於神經元的生長培養基中，發現這些重程式設計細胞繼續在實驗室中形成功能性神經元。
當研究小組重複該實驗並將細胞移植到新生大鼠大腦中時，這些細胞沒有形成腫瘤。相反，當四周後檢查大腦時，這些細胞呈現出神經元的形狀和分子標記。
神經祖細胞在培養物中增殖，因此研究人員可以為其實驗生產大量細胞。對於這種“直接重程式設計”技術來說，獲得足夠的細胞以前一直是個問題，這種技術比生產和分化 iPS 細胞更快地產生神經元。
加拿大多倫多安大略省病童醫院的醫學遺傳學家 James Ellis 說：“這絕對可以加快速度”，他製作患者特異性 iPS 細胞來研究自閉症譜系障礙。
康涅狄格大學健康中心法明頓分校的遺傳學家 Marc Lalande 說，以這種方式獲取細胞的好處是，幾乎可以從任何患者身上採集尿液，他建立 iPS 細胞來研究神經遺傳疾病，並且對從同一患者身上製作 iPS 細胞和神經祖細胞的可能性特別感興趣。
他說：“我們研究兒童疾病。而且讓孩子提供尿液樣本比刺破他們取血更容易。”