[发明专利]一种诱导皮肤成纤维细胞直接向神经元转分化的小分子化合物组合及应用

说明书

本发明提供了一种诱导皮肤成纤维细胞直接向神经元转分化的小分子化合物组合，所述的小分子化合物组合包括：CHIR99021，Forskolin，LDN193189，SB431542，SP600125，VPA和Y27632，用于诱导皮肤成纤维细胞向神经元的转分化，修复长距离外周神经缺损及中枢神经损伤。本发明的转分化技术可以高效获得神经元，并将其移植到脊髓损伤的动物模型后获得显著的疗效，通过运动能力改善，皮层诱发电位恢复等指标得出，本发明为脊髓损伤在内的相关神经系统疾病的治疗开辟了新的途径。

技术领域

本发明涉及生物技术和神经发育领域，具体涉及一种诱导成纤维细胞直接向神经元转分化的小分子化合物组合及其用途。

背景技术

由于终末分化的神经元不能再生，中枢神经系统损伤不可逆。尽管干细胞具有分化为包括神经元在内的多种神经细胞的潜能，干细胞疗法也被认为是一种很有前景的中枢神经系统损伤修复解决方案，但研究表明移植到受损组织中的神经干细胞更容易分化为星形胶质细胞或少突胶质细胞，很少分化为功能性神经元。此外，干细胞移植应用仍面临几个主要障碍，包括肿瘤形成、移植物排斥和伦理问题。因此，找到治疗神经损伤和神经系统疾病更合适的治疗方法至关重要。

神经科学和细胞生物学的发展已经为获得神经元提供了多样化的解决方案。与诱导干细胞分化相比，将体细胞直接重编程为不经过干细胞状态的神经元具有显著优势，如分化效率高，诱导周期短，无伦理问题，潜在致瘤风险低等。用于神经元重编程的主要方法包括小分子诱导、转录因子和或miRNA转导以及外泌体转运等，已被用于将体细胞转分化为相应神经疾病所需的各种神经元亚型。出于对临床应用的安全性考虑，基于小分子的重编程比转基因方法更具有优势，后者具有外源DNA序列基因组插入的风险。小分子是细胞可渗透的和非免疫原性的，易于合成、保存、标准化和操作，并且成本低。此外，它们的生物学效应快速且通常是可逆的，并且可以通过不同的浓度和组合精确控制。最近，越来越多的研究表明，纯化合物即可诱导各种体细胞向神经细胞转分化。皮肤成纤维细胞是组织工程的优秀种子细胞，具有来源丰富、分布广泛、体外扩增能力强和便于自体移植等优点。研究表明，通过小分子诱导可以将不同来源和不同种属的成纤维细胞重编程为神经元，甚至是功能性神经元亚型。总之，安全有效的小分子诱导的神经元重编程方法具有巨大的临床应用潜力。

脊髓损伤（SCI）是由创伤性损伤或非创伤性损伤（如感染和肿瘤）引起的一种严重且不可逆的病状。SCI后的永久性功能和神经功能缺损以及再生能力有限归因于许多继发性细胞和分子反应，例如神经胶质和神经元细胞死亡，轴突丧失，脱髓鞘，炎症，坏死腔，神经胶质瘢痕形成和神经营养因子缺乏。尽管已被广泛研究，但仍没有有效的临床治疗方法SCI。

一种有希望的治疗策略旨在通过细胞移植替代失去的神经元，并与宿主神经元重建新的神经元回路。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种诱导皮肤成纤维细胞直接向神经元转分化的小分子化合物组合，用于诱导皮肤成纤维细胞向神经元的转分化，用来修复长距离外周神经缺损及中枢神经损伤。

技术方案：一种诱导皮肤成纤维细胞直接向神经元转分化的小分子化合物组合，所述的小分子组合包括：CHIR99021（GSK-3抑制剂），Forskolin（腺苷酸环化酶激活剂），LDN193189（BMP信号抑制剂），SB431542（选择性ALK5 /TGF-βI型受体抑制剂），SP600125（可逆且具有ATP竞争能力的JNK抑制剂），VPA（组蛋白脱乙酰基酶1的抑制剂）和Y27632（ROCK-I和ROCK-II的ATP竞争性抑制剂）。

优选的，所述CHIR99021，Forskolin，LDN193189，SB431542，SP600125，VPA和Y27632的摩尔比为（0.1-3）：（0.5-20）：（0.01-0.25）：（0.1-5）：（0.1-10）：（100-1000）：（0.1-30）。