抗体将骨髓干细胞直接转化为脑细胞

Scripps研究所的科学家发现了一种简单的方法，将骨髓干细胞直接变成脑前体细胞，例如这里所示的那些。图片由斯克里斯研究所的Lerner Lab提供。

在寻找可以在骨髓细胞上激活生长刺激受体的实验室生长的抗体，而Lerner Lab的科学家团队发现了一种方式将骨髓干细胞直接转变为脑细胞。

加利福尼亚拉霍亚 - 在奇皮病研究所（TSRI）的科学家们发现了一种方法可以将骨髓干细胞直接变成脑细胞。

将患者骨髓细胞转化为其他所需类型的细胞的当前技术相对繁琐，有风险，有效地限制在实验室菜肴上。新发现指出了更简单和更安全的技术的可能性。患有患者自身细胞的细胞疗法被广泛预期可用于治疗整个身体的脊髓损伤，中风和其他条件，几乎没有免疫排斥的风险。

“这些结果突出了抗体作为细胞功能的多功能操纵器的潜力，”丽塔·纳尼伯·哈勒··哈滕（The）慈氏·纳尼伯（Tsri）和分子生物科学系教授，在Tsri，以及新研究的主要调查员。“这是从曾经被认为的抗体的方式哭泣 - 作为仅用于结合而不是功能的分子。”

研究人员发现了该方法，在2013年4月22日的一周的国家科学院的在线早期版，同时寻找可以在骨髓细胞上激活生长刺激受体的实验室生长的抗体。原来将一抗体以诱导骨髓干细胞的方式激活受体 - 这通常发展成白细胞 - 成为神经祖细胞，一种几乎成熟的脑细胞。

大自然的工具包

天然抗体是由免疫细胞产生的大，Y形蛋白质。它们共同佩戴足以识别在病毒，细菌和其他目标上约有1000亿个不同的形状。自20世纪80年代以来，分子生物学家已知如何在实验室中产生细胞培养物中的抗体。这使得它们开始使用这种巨大的目标抓握工具包来制作科学探针，以及癌症，关节炎，移植排斥，病毒感染等疾病的诊断和治疗。

在20世纪80年代后期，Lerner和他的Tsri同事帮助发明了一种用于产生不同抗体的大“文库”的第一技术，并迅速确定其中哪一个可以结合所需的目标。目前，抗炎抗®体鬣狗是世界上最畅销的药物之一，是由于这项技术的好处。

去年，在综指研究综合洪凯张的一项研究中，Lerner的实验室设计了一种新的抗体发现技术 - 其中在哺乳动物细胞中产生抗体以及受体或其他目标分子。该技术使研究人员能够迅速确定文库中的哪种抗体与给定受体结合，例如，该抗体也是一种激活受体，从而改变细胞功能。

实验室盘在细胞中

对于新的研究，Lerner实验室研究助理贾谢和同事修改了新技术，使得在给定细胞中产生的抗体蛋白在其靶受体附近物理地固定在电池的外膜上。“将抗体的活性与其产生有效地产生的细胞，使我们能够使用较大的抗体文库并更快地筛选这些抗体以进行特定的活性，”谢。通过改进的技术，科学家们可以在几天内通过数百万抗体的图书馆筛选。

在早期的测试中，谢利用新方法对可以激活GCSF受体的抗体，在骨髓细胞和其他细胞类型上发现的生长因子受体。GCSF模仿药物是第一个生物技术畅销者之一，因为它们能够刺激白细胞生长 - 这抵消了癌症化疗的骨髓抑制副作用。

该团队很快分离出一种抗体类型或“克隆”，可以激活GCSF受体并刺激测试细胞的生长。然后研究人员对来自人志愿者的骨髓干细胞的培养物无定罪，可溶性版本的该抗体。虽然GCSF蛋白如预期的那样，刺激这种干细胞增殖并开始朝向成虫白细胞的成熟，GCSF模拟抗体具有明显不同的效果。

“细胞增殖，但也开始变得长而瘦，并附在菜的底部，”记得谢。

对于氯化硼，细胞使心脏祖细胞同心 - 这对神经细胞标记物的进一步测试证实它们是。

一个新的方向

将骨髓谱系的细胞改变为神经谱系的细胞 - 通过激活单个受体来称之为“转染率”的直接身份切换是一个值得注意的成就。科学家们确实具有将骨髓干细胞转化为其他成虫细胞类型的方法，但这些方法通常需要骨髓细胞的激进和危险的甲状腺细胞，以胚胎状的干细胞状态，其次是朝向给定的成人朝向给定的成人的复杂系列分子射击细胞命运。相对较少的实验室已经报道了直接转化技术。

“据我所知，通过使用单一蛋白质 - 一种潜在可以用作治疗的蛋白质，没有人曾经实现过转化的蛋白质”。

目前的细胞治疗方法通常假设将收获患者的细胞，然后重新编程并乘以实验室盘子，然后再引入患者。原则上，根据Lerner，诸如他们发现的抗体可以直接注射到病人的血液中。从血液中，它会发现它的前往骨髓的方式，例如，将一些骨髓干细胞转化为神经祖细胞。“那些神经祖细胞将渗透大脑，找到损坏的领域并帮助修理它们，”他说。

虽然研究人员仍然不确定为什么新抗体对GCSF受体具有如此奇怪的效果，但它们怀疑它与天然GCSF蛋白可以实现的受体更长，并且该延长相互作用改变了受体的信号模式。药物开发研究人员越来越识别细胞表面受体结合和活化方式的微妙差异可以导致非常不同的生物效应。这增加了他们的任务复杂性，但原则上扩大了他们可以实现的范围。“如果可以以不同方式使用相同的受体，那么基因组的潜力更大，”Lerner说。

除了Lerner和Xie，贡献者的研究外，“基于自分泌信号的组合抗体的选择转移的人干细胞的组合抗体”是Lerner实验室的洪凯张，以及Scripls韩国抗体研究所的Kyungmoo Yea，Chuncheon-Si，Chuncheon-Si 。

该研究的资金是由Scripps韩国抗体研究所和Hongye创新抗体技术（Hiat）提供的。

出版物：贾谢等，“基于自分泌信号的组合抗体选择，即转移的人干细胞”，2013年4月23日PNAS; DOI：10.1073 / PNAS.1306263110

图像：斯克里普斯研究所的Lerner Lab