你也许有过不慎切伤手指的经历：即便伤口深及运动神经末梢，在愈合之后手指的功能还是能逐渐好转。这是因为那些受损的周围神经细胞能够再生。然而，若是不幸伤到了中枢神经系统，比如脊髓，使基本无法再生的中枢神经元遭受损坏，除了放任它们死去，人们还能做些什么呢？
大鼠的神经元（绿色）和星形胶质细胞（红色）。研究人员希望找到一种方法，在中枢神经元受损时将神经胶质转化为新的神经元，以代替受损的神经元发挥作用。图片来源：medicine.tcd.ie
科学家们正试图找到“曲线救国”的答案。
建立神经元“储备军”
当伤害无法避免时——无论是遭受中风、脊髓外伤，还是罹患阿兹海默症、帕金森症等神经退行性疾病——培养、调用神经元“储备军”进行治疗成为研究者们优先考虑的策略。
这种策略下，一种思路是设法促进人体自身的干细胞更多更快地“成长”为想要的神经元。但人类中枢系统中的神经干细胞非常稀有，并且只分布在海马区等特定的地方，可谓远水不解近渴。
人们耳熟能详的干细胞疗法，则采取另一种方法：先在体外培养出神经干细胞，将加上合适的诱导因子，然后送往患处开始工作。这方面的研究已初见成效，所需的干细胞既可以来自胚胎干细胞，也可以是对患者体细胞“重编程”形成的。只是，这种方法避免不了繁杂的体外培养和细胞植入的过程，这给治疗带来了许多不便，更是修复脑部病灶时的主要障碍之一。
于是，第三条路应运而生：研究者们试图有针对性地“调用”大脑或脊髓中其他类型的细胞，让它们省掉退分化回干细胞状态的步骤，直接“变身”成为神经元。这种听上去异常神奇的思路，又被称为“诱导神经元重编程”（Induced Neuronal Re-programming）。
Ascl1：神经胶质的“变身器”
谁能完成这样的蜕变呢？在神经系统里所有的细胞中，除去神经元，剩下的都是神经胶质（Neuroglia）。它们虽然不直接参与神经元间的“通讯”，但数目并不比神经元少。不少科学家将它们视作加入神经元“储备军”的潜力股。自2002年起，就有研究者们陆续发现，一些转录因子的组合能在体外诱导特定胶质细胞发育成神经元[1]。“将其它类型功能性细胞直接转分化为神经细胞，为我们提供了重编程-定向分化以外的另一种获得功能性神经细胞的方法。”中科院神经科学研究所程乐平评论说。
话虽如此，但要在完整的大脑内高效实现这样的“变身”，仍是一项艰巨挑战。而中国研究者们踏出了迎接这项挑战的第一步。
前不久，程乐平研究组与北京师范大学脑与认知科学院的章晓辉研究组在《神经科学杂志》(The Journal of Neuroscience)上发表新论文[2]称，仅仅通过转入一种名为Ascl1的转录因子，就足以让幼年和成年小鼠多个脑区中的星形胶质细胞（Astrocyte）转变为神经元。“星形胶质细胞是一类广泛存在的脑内胶质细胞，它们在数量上远远超过神经元。”章晓辉介绍说。
他们将目光锁定在Ascl1上——这种转录因子主要在神经前体细胞中表达，与其他转录因子共同决定多能前体细胞到神经元的分化命运。“我们的研究采用腺病毒（AAV）转染的方式，将单个转录因子Ascl1特异地在大脑的中脑区、纹状体与皮层区的星形胶质细胞中表达。”章晓辉表示，“结果可高效地实现将星形胶质细胞直接在体转分化为神经元。”
研究者发现，在星形胶质细胞中转入单个转录因子Ascl1，能够让它们直接在所在小鼠脑内转分化，成为神经元。图片来源：brain.bnu.edu.cn
“变身”后的神经元，神形兼备
不过“变身”归“变身”，本是星形胶质细胞的神经元，能不能担当正常神经元的角色？“神经元最重要的两个功能特征是发放‘全或无（all or none）’ 的动作电位和形成神经元间信息传递的突触连接，这是鉴定功能性神经元的‘金标准’。”章教授告诉科学人，“通过在急性脑片中电生理记录上百对神经元，我们最终寻找到了其中1个转分化神经元输出的γ-氨基丁酸（GABA）能突触，这直接证明了在体转化神经元整合于神经环路并参与神经信息传递。”
尽管技术还有待优化，但这项研究“建立了一种新的在体（in situ）转分化、获得功能性神经元的高效方法。”章晓辉总结说，“这为实现疾病脑或创伤脑中在位完成神经修复提供了一个重要途径。”
当然，后续研究还任重道远，这个系统的性能还值得进一步的探究。“我们将进一步研究这些转分化而来的神经元是否参与编码感觉信息、参与学习记忆和控制行为、或改善相关神经性疾病的病理症状。”章晓辉说。
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