Direct Reprogramming of Oligodendrocytes into Neurons In Vitro
| Title: | Direct Reprogramming of Oligodendrocytes into Neurons In Vitro |
| Author(s): | Tuominen, Elsi |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Pharmacy |
| Degree program: | Master's Programme in Pharmacy |
| Specialisation: | Pharmacology |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2021 |
| Abstract: |
Neurodegeneratiiviset sairaudet ja päähän kohdistuvat vammat ovat tyypillisiä hermosolujen vaurioitumista aiheuttavia tekijöitä aivoissa. Toisaalta aikuisen aivoissa hermosolujen uudiskasvun muodostumisen tiedetään olevan hyvin rajallista. Aivoissa sijaitsevien neurogliasolujen suora uudelleenohjelmointi ja sen avulla tuotetut uudet hermosolut tarjoavat lupaavan mahdollisuuden vahingoittuneiden hermosolujen korvaamiseksi. Toistaiseksi aivoissa sijaitsevien solujen suoraa uudelleenohjelmointia koskeva tutkimus on vahvasti keskittynyt astrosyytteihin, huolimatta in vivo -tutkimuksissa havaitusta suhteellisen matalasta uudelleenohjelmoitujen solujen osuudesta. Tämä tutkimus pohjautuu hypoteesiin oligodendrosyyttien ominaisemmasta transkriptioprofiilista verrattuna astrosyytteihin ja hermosoluihin mahdollistaen uudelleenohjelmoinnin paremman kohdentamisen oligodendrosyytteihin. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia oligodendrosyyttien suoraa uudelleenohjelmointia ja tuottaa siihen soveltuvat plasmidit molekylaarisen kloonauksen menetelmin. Plasmidit testattiin käyttäen ihmisen oligodendrosyyteistä johdettua solulinjaa, jolla tutkittiin hermosolujen kehitystä ohjaavan transkriptiotekijän vaikutusta uudelleenohjelmointiin valittujen oligodendrosyyteille ominaisten geenien promoottori- alueiden ilmentämänä. Alustavien tulosten perusteella ERBB3-geenin promoottorialueen ja transkriptiotekijän sisältävällä plasmidilla transfektoidut solut havaittiin positiivisiksi hermosolujen doublecortin-markkerigeenille. Ihmisen oligodendrosyyttilinjaisten solujen suora uudelleenohjelmointi hermosoluiksi on vasta hiljattain raportoitu muissa tutkimuksissa, mutta näyttää lupaavalta vaihtoehdolta astrosyyttien uudelleenohjelmoinnille. Kaiken kaikkiaan solujen suora uudelleenohjelmointi avaa kiinnostavia mahdollisuuksia regeneratiivisen lääketieteen alalla mahdollistaessaan eri sairauksille ja potilaille ominaisten solujen tuotannon.
Neurodegenerative diseases and neuronal injury after trauma are common causes of neuronal loss. Adult brain has only a limited regenerative capability to replace the lost neurons caused by several distinct brain diseases. Direct reprogramming of brain resident cells into neurons could provide a promising strategy for efficiently replacing non-functional neurons. To date, the focus has been put largely on astrocyte-to-neuron reprogramming despite the relatively low yield of newly generated neurons reported in vivo. According to our hypothesis oligodendrocytes possess a more diverge transcriptomic profile when compared to neurons and astrocytes thus allowing better cell-specific targeting of reprogramming. Here, we establish the molecular tools for direct neuronal reprogramming of human oligodendrocytes to neurons. We investigate whether the expression of a known neural fate specification factor under selected oligodendrocyte-specific promoters is sufficient to induce oligodendrocyte-to-neuron transformation. Furthermore, we test the established tools in vitro using an immortalized human oligodendrocyte cell line. Our preliminary data shows that the human ERBB3 promoter and a single transcription factor transfected cells express doublecortin (DCX), an early marker of neuronal identity. Only recently, the direct in vitro reprogramming of human oligodendrocyte precursor cells into functional neurons has been reported. The direct reprogramming of oligodendrocytes into neurons provides an exciting alternative of neuronal replacement for astrocyte-to-neuron reprogramming. Overall, the field of direct reprogramming offers interesting possibilities for regenerative medicine providing a method for the production of newly generated disease and patient-specific cells.
|
| Keyword(s): | direct reprogramming oligodendrocyte neuronal differentiation molecular cloning |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Tuominen_Elsi_tutkielma_2021.pdf | 6.129Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Pharmacy [572]