药明康德内容团队编发报道：今天，顶尖学术期刊《自然》杂志发表了最新一批研究论文，其中由加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的付向东教授课题组带来的一项研究荣登《自然》封面。在这项研究里，科学家们使用一种简洁的方法，成功逆转了帕金森小鼠的病理症状！能登上《自然》的封面，也证明了这项研究的重磅性。
Cover image: Lantao Gou
加州大学圣地亚哥分校的官方新闻稿向我们讲述了这个研究背后的有趣故事。十多年来，付向东教授的课题组都在研究一种叫做PTB的蛋白质。它能够结合RNA，决定基因的“开”和“关”。
几年前，付向东教授课题的一名博士后研究员使用siRNA技术，干扰成纤维细胞中PTB蛋白的产生，想要观察这些细胞会发生什么变化。但每次都使用siRNA进行干扰，是一桩枯燥的重复劳动。因此这名博士后研究员构建了一种全新的细胞系，使其PTB蛋白永久缺失。
▲付向东教授课题组（图片来源：付向东教授实验室官网）
然而就是这种为了“偷懒”才诞生的细胞系，带来了意想不到的后果。新闻稿透露，在几周的培养后，培养皿中几乎已经不见成纤维细胞的踪影。相反，整个培养皿里长满了神经元细胞！
也就是说，只要敲除PTB一个基因，就可以让多种细胞转化为神经元。
▲本研究的第一作者钱浩博士（图片来源：付向东教授实验室官网）
顺着这一方向，付向东教授与其课题组的另一名博士后研究员钱浩博士（也是本文的第一作者）将目光放在了帕金森病等神经退行性疾病上。以帕金森病为例，这种疾病的主要病理改变，是脑中的多巴胺能神经元出现变性和死亡，从而显著减少脑部的多巴胺水平。目前的帕金森病药物只能缓解症状，并不能从根本上阻止或逆转这些神经元的变性和死亡。
如果我们在PTB基因上做文章，有没有可能让大脑里的普通细胞华丽变身，变成多巴胺能神经元，做到逆转病情？
这正是研究人员们想要回答的问题。他们使用了一种小鼠模型，并用药物诱导小鼠的多巴胺能神经元死亡。这些小鼠也如同预料，出现了帕金森病的种种病情。
之后，研究人员们使用腺相关病毒（AAV）载体，将一段特殊的DNA送入到小鼠的中脑（帕金森病的主要病变部位）。这段特殊的DNA能与编码PTB蛋白的RNA进行结合，并诱导后者被降解。这样一来，小鼠就无法顺利地合成PTB蛋白。通过这种方法，研究人员们希望能够刺激神经元的产生。
▲小鼠的星形胶质细胞（左）在重编程后，成功变成了神经元细胞（右）（图片来源：UC San Diego Health Sciences）
经过这种基因疗法的治疗后，小鼠脑中的部分起结构作用的星形胶质细胞，果然变成了神经元。研究人员们估计，神经元的数目大概增加了30%。而这些小鼠脑中的多巴胺水平，也和正常值较为类似。相比之下，接受了AAV空载体或无关基因的对照组小鼠则没有出现这些变化。
更令人可喜的是，在一次治疗的3个月后，这些小鼠的四肢运动能力就恢复了正常，并能维持终生。
很多相关报道指出，这个发现有望带来治疗帕金森病的基因疗法。考虑到帕金森病领域目前的治疗手段多为“治标不治本”，这种能够让神经元重新生长的技术，有望带来真正的颠覆与变革。但在这种技术应用于人体前，我们也需要确认它能否在老年人群中同样激活神经元再生。倘若这种技术无论年龄，均可起效，那未来的应用前景将极为宽广。
参考资料：
[1] Qian, H., Kang, X., Hu, J. et al. Reversing a model of Parkinson’s disease with in situ converted nigral neurons. Nature 582, 550–556 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2388-4
[2] One-time treatment generates new neurons, eliminates Parkinson’s disease in mice, Retrieved June 24, 2020, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/uoc–otg061820.php
[3] A preliminary new method could restore the brain cells Parkinson’s disease patients lost, Retrieved June 24, 2020, from https://www.statnews.com/2020/06/24/brain-cells-parkinsons-method/
[1] Better sleep? Prebiotics could help. Retrieved June 22, 2020, from https://www.colorado.edu/today/2020/03/03/better-sleep-prebiotics-could-help
[2] 60 minutes of endurance training is enough to shift body clock in mice. Retrieved June 22, 2020, from https://medicalxpress.com/news/2020-06-minutes-shift-body-clock-mice.html
[3] Office lighting experiment suggests workers sleep longer when exposed to more daylight. Retrieved June 22, 2020, from https://medicalxpress.com/news/2020-06-office-workers-longer-exposed-daylight.html
