BrdU标记应谨慎用于转分化的研究
来自中国暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院李雯和陈功团队最新研究发现，细胞分裂标记物BrdU对于NeuroD1诱导的星形胶质细胞向神经元转分化存在抑制效果，提示未来的转分化研究需谨慎使用这种传统的BrdU标记法，以免错误解读实验结果。
近年来，包括李雯和陈功团队在内的国内外多个团队已经相继发表了一系列工作将体内外星形胶质细胞转分化为神经元。为了探究转分化的分子机制，该团队试图运用细胞分裂标记物BrdU来追踪分裂的胶质细胞转分化后的细胞命运。
BrdU是一种胸腺嘧啶核苷的类似物，可在细胞周期的S期插入复制的DNA分子中，在神经生物学领域广泛应用于追踪新生神经元。此次研究的初衷是想利用BrdU来标记小鼠皮质缺血性损伤后增殖的星形胶质细胞，追踪这些星形胶质细胞在表达NeuroD1后的转分化过程。然而，该团队意外地发现BrdU标记的星形胶质细胞转分化出来的神经元很少。既往也有研究指出BrdU会干扰神经干细胞分化为神经元，并对新生神经元的迁移和存活亦有影响。
因此李雯和陈功团队提出了一个大胆的设想：或许BrdU插入分裂期星形胶质细胞的DNA对其转分化产生了负面影响。为了验证这一设想，并避免缺血性损伤带来的不确定因素，实验进一步利用体外培养的胶质细胞进行了转分化研究。结果发现，经过BrdU处理的星形胶质细胞在NeuroD1的诱导下，其转分化效率和转分化出来的神经元数量都明显低于未经BrdU处理的对照组。同时活细胞连续观测以及TUNEL细胞凋亡检测结果表明，BrdU处理的星形胶质细胞在转分化过程中出现了更多的细胞死亡。这项意外发现提示，转分化的机制异常复杂，牵涉到整个细胞转录组的翻天覆地的变化。不能简单套用前人的方法，一定要考虑到任何对DNA的修饰都可能影响细胞转录组的重编程，导致转分化不能顺利完成。此项研究也是首次关于BrdU对星形胶质细胞向神经元转分化存在抑制效果的报道，对后续研究有重要的警示意义。
该研究于近期发表在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年7期。
文章摘要：BrdU是一种胸腺嘧啶核苷的类似物，可在细胞周期的S期插入复制的DNA分子中，可在胚胎和成年神经发生的命运映射的研究中识别新生神经元，但有报道显示其对神经干细胞及其后代有副作用。体内星形胶质细胞转分化为神经元是一种直接将内源性星形胶质细胞转化为神经元来产生新生神经元的新方法。BrdU标记已被用于追踪星形胶质细胞转化的神经元，但其是否对星形胶质细胞向神经元转分化有不良影响目前尚不清楚。在此使用BrdU标记缺血性损伤后分裂的反应性星形胶质细胞，并以NeuroD1诱导星形胶质细胞向神经元转分化，结果发现在小鼠皮质中NeuroD1诱导的星形胶质细胞向神经元转分化过程中，BrdU标记的星形胶质细胞逐渐减少。尽管大多数NeuroD1诱导的星形胶质细胞可被转分化为神经元，但令人惊讶的是，BrdU标记的神经元却很少。为排除由缺血性损伤引起的这种BrdU抑制的可能性，在存在或不存在BrdU的情况下培养的皮质星形胶质细胞中过表达NeuroD1，以进一步进行体外星形胶质细胞向神经元转分化的研究。令人惊讶的是，与无BrdU组相比，BrdU组的转分化率明显降低，且转分化的神经元数量更少。这些结果说明BrdU对星形胶质细胞向神经元转分化存在抑制作用，因此未来的转分化研究需谨慎使用这种传统的BrdU标记法，以免错误解读实验结果。实验于2018年3月30日经暨南大学IACUC批准（体内实验批准号为IACUC-20180330-06，体外实验批准号为IACUC-20180319-05）。
文章关键词：BrdU；NeuroD1；星形胶质细胞向神经元转分化；重编程；神经再生；反应性星形胶质细胞；神经元；谱系追踪；命运映射；神经干细胞
