大腦非常復雜，有成千上萬種不同類型的細胞，每個細胞參與不同的疾病。理解和治療許多大腦疾病的問題是，我們無法重復產生正確類型的腦細胞。

在一項新的研究中，美國斯克里普斯研究所(Scripps Institute)的克里斯汀鮑德溫(Kristin Baldwin)教授和他的團隊想知道是否有可能簡化和擴展編碼工具箱，直接從皮膚細胞制造神經元。Baldwin實驗室成員Rachel Tsunemoto博士在之前的研究中提出，一次只使用兩個轉錄因子就可以生成特定類型的神經元(Nature Neuroscience，2015，doi: 10.1038/)。因此，她和其他實驗室成員設計并測試了大量的雙轉錄因子代碼，以了解它們是否可以將皮膚細胞轉化為具有神經元基本核心特征的細胞，如其形狀和電興奮性。

雖然這些研究人員期望找到一些新的轉錄因子，或者可能根本沒有，但他們的大規模篩選結果極其令人驚訝。在傳統電記錄方法和新的高靈敏度測序方法測試的近600個轉錄因子中，超過12%的轉錄因子最終將皮膚細胞轉化為神經元——超過70個新的公式或代碼被發現可用于神經元產生。相關研究成果于2018年5月9日在線發表在《自然》雜志上。論文題目是“神經元身份的多樣重編程代碼”。這些發現為在可重復的條件下在培養皿中研究常見的大腦疾病如自閉癥、精神分裂癥、成癮和阿爾茨海默病打開了大門。

接著，一個更大的驚喜出現了。正如鮑德溫所說，這些由皮膚細胞(具體來說是成纖維細胞)產生的“合成神經元”開始生長突觸，并試圖相互交流。要知道，成纖維細胞是不會互相交流的。

每個代碼都會產生一組具有不同屬性的神經元，其中一些似乎有助于理解我們基因組成的差異如何使我們容易產生出現在自閉癥、尼古丁成癮或神經退化等疾病中的神經多樣性。

這項新研究代表了細胞重編程領域的重大進展。用來產生神經元的轉錄因子就像代碼一樣。如今，人們可以重復輸入這些代碼來獲得其研究所需的特定類型的神經元，而不必從腦外科手術中獲得非常有價值的人類樣本(只能在幾個小時內用于研究)。

鮑德溫說，“現在我們可以成為更好的基因組偵探。建立這些代碼及其產生的神經元類型的數據庫，可以幫助我們將人類大腦疾病的基因組研究與神經元出了什么問題的分子理解直接聯系起來，這是發現和開展靶向治療的關鍵。”

這些研究人員正在鼓勵其他科學家通過斯克里普斯研究所運營的一個名為BioGPS的免費平臺來使用他們的研究成果。畢竟要探索的東西太多了。

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