近日，一项发表于杂志Science上的研究报告中，来自加州理工学院的科学家通过对鸟胚进行研究，将下肢区域的细胞成功转化成了可以制造软骨的面部组织，研究者发现，一种由三种基因组成的基因回路可以改变鸟类下体组织细胞的命运，从而将这些细胞转化成为产生头部软骨和骨质的细胞。
这项研究结果或可帮助开发治疗面骨或软骨缺失等状况的疗法，比如，因癌症导致的鼻部软骨破坏而难以取代的情况；同时揭示面部软骨发育的以传统卤或可帮助开发新型的干细胞疗法，即将患者自身的皮肤细胞进行转化并且用于修复鼻部组织。研究者Marianne Bronner教授表示，当因癌症或事故导致面部软骨和骨质缺失时，破坏组织往往很难进行修复或替换，长期以来我们的希望就是揭示特殊的基因回路来用于对患者自身的干细胞进行重编程来制造面部软骨。
位于脖子下面的骨质，也就是科学家们提及的“长骨”组织，其往往来源组组织的不同来源，而不是头部的骨质；就像胚胎一样，我们出生时往往会携带一种类型的早期组织—神经嵴，神经嵴会沿着整个机体形成，从头部到脊髓末端；这些起源于头部的神经嵴细胞称之为脑神经嵴，可以分化成为面部软骨和骨质结构，包括颌骨和头盖骨。相比较而言，形成于脖子底下的躯干神经嵴细胞(trunk neural crest cells，TNCC)并不会制造软骨或骨质，而是会转化成为机体的神经细胞以及色素细胞；为此，研究者Bronner及其同事就想去研究理解到底是哪些基因在调节脑神经嵴细胞并且使其可以制造头部的软骨和骨质组织。
研究者将鸟类胚胎的躯干神经嵴细胞和脑神经嵴细胞进行分离使其成为单独的群体，随后研究者发现了其基因活性的差异；研究者指出，仅在脑神经嵴细胞中他们就发现15个基因的表达被开启了，随后他们选择其中6个基因进行深入研究，这6个基因均编码着转录因子，而转录因子可以同DNA结合开启基因表达或关闭其表达，在研究了其它因子间是否彼此存在相互作用后，研究者发现Sox8， Tfap2b和Ets三个基因可以作为脑神经嵴回路的一部分。
随后研究者利用电穿孔的技术将这三个基因插入到了发育的鸟类胚胎中，尤其是躯干神经嵴；利用这种方法，电流作用于细胞就可对其开孔使得诸如DNA的分子能够通过，下一步研究者将改变的躯干神经嵴细胞移植到了胚胎的脑内区域，5天后，这些躯干细胞就会变成产生软骨的全新细胞。
研究者Bronner说道，正常情况下，这些躯干细胞并不会制造软骨，仅仅将3个基因引入到这些细胞中就可以对其重编程使其获得相应的能力；我们希望其他科学家也可以在细胞培养液中利用这些实验结果，通过将已经发现的基因回路或其它因子加入到皮肤细胞中，研究者或许就可以将皮肤细胞转化成为产生软骨组织的细胞，而这对于后期开发治疗面部骨质及软骨缺失的新型疗法或将提供新的希望。
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