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首次发现抗体可将骨髓干细胞直接转化为神经祖细胞

 在一项意外的发现中，斯克里普斯研究所研究人员发现一种直接将骨髓干细胞转化脑细胞的方法。在此之前，将病人的骨髓干细胞转化为某种其他类型的细胞的技术相对而言较为繁琐和充满风险，并且只有有限的应用性。这种新的发现有可能提供一种更加简单和更加有效的技术。利用病人自己的细胞进行的细胞疗法有望用于治疗脊髓损伤、中风和其他全身性疾病，同时很少会产生免疫排斥的风险。相关研究结果于2013年4月22日在线发表在PNAS期刊上。

在这项研究中，研究人员寻求在实验室开发的抗体来激活骨髓干细胞表面上的生长刺激受体(growth-stimulating receptor)，结果他们发现一种抗体激活这种受体从而诱导骨髓干细胞(正常条件下只产生白细胞)变成神经祖细胞(neural progenitor cell)，其中神经祖细胞是一类几乎成熟的脑细胞。

2012年，研究人员开发是一种新的抗体发现技术：哺乳细胞与受体或其他感兴趣的分子一起培养来产生抗体，从而允许他们快速地确定抗体文库中哪些抗体结合到给定的受体上，同时也允许他们快速地确定哪些抗体激活这种受体从而改变细胞的功能。

在这项新的研究中，斯克里普斯研究所细胞与分子生物学部门教授Richard A. Lerner、Lerner实验室助理研究员Jia Xie和同事们对这种技术进行改进从而使得给定细胞产生的抗体锚定在该细胞的外膜上，以便接近它的靶标受体。Xie说，“将抗体的活性限制在有效产生它的细胞上，从而允许我们就可利用更大的抗体文库来更加快速地筛选具有特定活性的抗体。”利用这种改进的技术，他们能够在几天内筛选由数千万个抗体分子组成的文库。

在早期的测试中，Xie利用这种新方法筛选能够激活粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor, GCSF)受体的抗体，其中这种受体是在骨髓干细胞和其他类型的细胞中发现的。

研究人员很快分离出一种能够激活这种GCSF受体并促进受试细胞生长的抗体类型。他们随后在来自志愿者的talen骨髓干细胞培养物中测试这种抗体的未锚定在细胞外膜上的可溶性蛋白版本。尽管与期待中的一样，这种GCSF受体促进这种干细胞增殖并开始分化为成熟的白细胞，但是这种模拟GCSF的抗体发挥出显著不同的影响：这种干细胞增殖，同时也开始变得细长，而且也附着到盘碟底部。所形成的细长细胞类似于神经祖细胞，并且通过进一步测试神经细胞标记物证实它们确实是神经祖细胞。

只需通过激活单个受体将一种骨髓干细胞系变成神经祖细胞系是一项了不起的成就。这种直接改变细胞身份的过程也被称作转分化。科学家们确实有方法将骨髓干细胞转化为其他类型的成熟细胞，但是这些方法通常需要将骨髓干细胞重编程到类似于胚胎干细胞的状态(这极激进而又冒险)，随后在一系列的分子作用下，它们转化为一种特性的成熟细胞。然而，只有相对较少的实验室报道过直接转分化技术。

尽管研究人员仍然不确定这种新的抗体为何对这种GCSF受体产生这样奇怪的影响，但是他们猜测它要比天然的GCSF更长地结合到这种受体上，这种更长的相互作用改变这种受体的信号转导方式。