布萊克肖團隊指出，付向東團隊的研究結論可能是在一些神經元表達泄露的小鼠上獲得的，這些小鼠在實驗開始前應被剔除，付向東團隊在實驗中缺乏必要的變量控制。

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付向東團隊認為，星形膠質細胞到神經元的轉化可能是由于現有神經元泄露導致的可能性仍待驗證，但目前的scRNA-seq和免疫染色數據表明，與成熟星形膠質細胞相比，星形膠質細胞亞類或星形膠質細胞樣具有更高的分化能力，能重新構建神經元譜系。

付向東。圖片來源：腦科學世界

抑制Ptbp1蛋白可以使大腦中的星形膠質細胞轉化為神經元嗎？這是膠質細胞——神經元轉分化領域中一個懸而未決的爭議。近日，這一領域再起波瀾。

當地時間6月7日，《自然》（Nature）雜志在“Matters Arising”欄目刊登了著名神經科學家美國約翰·霍普金斯醫學院（John Hopkins University School of Medicine）賽斯·布萊克肖（Seth Blackshaw）教授團隊與西湖大學講席教授付向東團隊的“爭論”。

布萊克肖團隊認為，Ptbp1敲除不會誘導星形膠質細胞到神經元的轉化，付向東團隊則認為敲低Ptbp1可以誘導星形膠質細胞到神經元的轉化。

突破

“爭論”起源于當時還在美國加州大學圣地亞哥分校的付向東團隊2020年6月發表于《自然》的一篇封面論文。在該文章中，付向東團隊報告了一項振奮人心的發現：在星形膠質細胞中敲低Ptbp1可以在帕金森小鼠模型中誘導產生新的多巴胺功能性神經元，重建受損的神經環路，并有效治療帕金森綜合征相關的運動障礙。

付向東團隊2020年發表于《自然》的論文截圖。

這項研究被認為是神經退行性疾病治療的新突破，對帕金森綜合征及其他神經退行性疾病提供了極具前景的治療策略。在這項研究之前，2020年4月，中國科學院神經科學研究所楊輝團隊在《細胞》（Cell）發文，報道了運用CRISPR-CasRx系統在小鼠中敲低Ptbp1，實現了高效且特異地將紋狀體中星形膠質細胞轉分化成為多巴胺神經元用以改善小鼠中帕金森疾病的癥狀。

楊輝團隊2020年4月發表于《細胞》雜志的論文截圖。

兩項研究相互背書，提示Ptbp1的重要作用。在付向東團隊2020年的論文發表時，《自然》的審稿人之一、瑞典卡羅林斯卡學院（Karolinska Institute）帕金森疾病領域專家Ernest Arenas教授專門撰寫了評論文章，對這兩項研究的結果作出高度評價，尤其是在臨床轉化上的重大意義。不過，付向東和楊輝后陷入學術剽竊風波。

常見的神經退行性疾病如帕金森綜合征、腦萎縮、阿爾茨海默病等，致病的根源都是相關神經元的“消逝”。如果能使神經元再生，神經退行性疾病或許就迎來了“解藥”。因此，科學家們一直在嘗試通過各種方法來修復神經元。這一議題還被認為是諾獎級別的研究課題。

膠質細胞廣泛分布于神經系統，是最接近神經元的細胞，大多數神經元再生研究都圍繞膠質細胞向神經元的轉化展開。在以往的研究中，這種轉變成功率較低，直到付向東團隊研究的出現。

付向東團隊發現了一種只需一步轉分化即可產生功能性神經元的策略。通過在體外用慢病毒敲低Ptbp1，四周后發現一半以上的星形膠質細胞表現出神經元的形態學特征；更為重要的是，在實驗動物體內，這種效應能夠通過反義寡核苷酸（ASO）較為簡單地實現。

據《中國科學報》報道，付向東團隊的文章發表后，全球至少有10個神經科學研究組立即著手重復實驗，但大約只有三分之一的團隊得到了相同的結果，其余團隊或認為新生的神經元并非來自成熟的星形膠質細胞，或認為功能性神經元不可再生。

質疑

轟動過后，質疑聲逐漸出現。

美國得克薩斯大學西南醫學中心（University of Texas, Southwestern Medical Center at Dallas）的張春立教授就曾提出質疑，通過嚴格的譜系追蹤，張春立團隊發現小鼠大腦中出現的新生神經元不是由星形膠質細胞轉分化而形成的，而可能是由于病毒載體泄露感染的內源性神經元。當地時間2021年9月27日，相關論文發表于《細胞》雜志上。

張春立團隊2021年發表于《細胞》雜志的論文截圖。

當地時間2021年10月5日，布萊克肖團隊在預印本網站BioRxiv上發表文章提出質疑，他們通過譜系追蹤、單細胞RNA測序（scRNA-seq）及電生理實驗發現，在視網膜穆勒膠質細胞（retinal M?ller glia）或大腦星形膠質細胞（Astrocytes）中特異性地敲除Ptbp1并不能有效誘導膠質細胞轉分化為神經元。

當地時間2022年6月14日，布萊克肖團隊將前述研究中關于視網膜穆勒膠質細胞的轉分化研究結果正式發表于《細胞-報告》（Cell Reports）上，關于大腦星形膠質細胞的部分則于當地時間2023年6月7日正式發表于《自然》雜志。

在布萊克肖團隊6月7日的《自然》文章中，他們指出，付向東團隊的研究結論可能是在一些神經元表達泄露的小鼠上獲得的，這些小鼠在實驗開始前應被剔除，因此他們認為，付向東團隊在實驗中缺乏必要的變量控制。

通過譜系追蹤系統和scRNA-seq，布萊克肖團隊分析了攜帶Ptpb1雜合或純合突變體的星形膠質細胞，發現無論神經元是否損傷，敲除Ptbp1都不會誘導星形膠質細胞向神經元轉換。并且，敲除Ptbp1不會改變膠質細胞的生理特性。

布萊克肖團隊又對小鼠皮質、紋狀體、黑質的野生型、雜合子和純合子Ptbp1缺失星形膠質細胞進行單細胞RNA測序，未能觀察到神經元特異性基因表達的改變。他們認為，這突出了使用譜系追蹤、基因表達譜分析等方法在研究細胞類型轉換中的重要性。

值得一提的是，2023年2月，楊輝團隊也在《自然-基因治療》（Nature Gene Therapy）上發文，指出使用Cas13x敲低Ptbp1后無法在體內誘導膠質細胞向神經元的轉化，否定了其團隊2020年發表于《細胞》的研究結果，并認為之前的結果是由載體泄露導致。

楊輝團隊2023年2月發表于《自然-基因治療》的論文截圖。

回應

當地時間2023年6月7日，在與布萊克肖團隊的質疑文章同期的《自然》雜志中，付向東團隊進行了回應。

付向東團隊2023年6月7日發表于《自然》的回應文章。

在分析了布萊克肖團隊的scRNA-seq數據后，付向東團隊得出了相反的結論。付向東團隊認為，布萊克肖團隊所報告的Ptbp1敲除誘導的表型與其報告的Ptbp1敲低誘導的表型不同。Ptbp1敲除與敲低的不同反應類似于另一種主要的負神經發生調節因子Rest，Rest敲低促進神經發生，而Rest敲除導致神經干細胞和成熟神經元死亡。由于遺傳補償，與基因敲除相比，越來越多的基因在敲低后顯示出不同的表型。

從機制上講，已知Ptbp1下調可在大多數細胞類型中誘導其新的區域旁系Ptbp2，Ptbp1和Ptbp2同時缺失則會導致細胞死亡。成功的星形膠質細胞到神經元的轉化需要在Ptbp1敲低的細胞中降低Ptbp2表達，就像在大腦發育過程中觀察到的那樣。這種Ptbp2的動態調整能夠解釋敲除與敲低誘導的不同表型：在Ptpb1敲低細胞中，Ptbp2可能仍然能夠進行動態調控；然而，在Ptbp1敲除細胞中，誘導的Ptbp2可能被迫維持在高水平，以確保細胞的活力，從而防止神經元重編程過程中所需的連續下調。

付向東團隊認為，星形膠質細胞到神經元的轉化可能是由于現有神經元泄露導致的可能性仍待驗證，但目前的scRNA-seq和免疫染色數據表明，與成熟星形膠質細胞相比，星形膠質細胞亞類或星形膠質細胞樣具有更高的分化能力，能重新構建神經元譜系，這是未來的研究要解決的問題。

Matters Arising是《自然》為促進學術爭鳴而設置的欄目。2020年8月，《自然-可持續性》（Nature Sustainability）曾發表社論介紹這一欄目，該文章表示，建設性的批評對學術辯論的推進至關重要，同行評審的文章是學術研究系統的支柱之一，一篇文章的同行評審并不止于期刊出版。學術辯論最終會激發新的研究。

抑制Ptbp1蛋白是否可以使大腦中的星形膠質細胞轉化為神經元，還需要更多的實驗數據來證明。學術爭議無可厚非，正如付向東向《中國科學報》所述，大大小小的爭論推動科學不斷向前，“不能有質疑就不做了，我在不斷地爭論中得到了很多新的看法。實事求是，對了就勇往直前，當然錯了就勇于承認。”

據西湖大學官網信息，付向東1982年畢業于武漢大學，并獲得病毒學學士學位，1983年通過中美生物化學聯合招生（CUSBEA）計劃留學美國凱斯西儲大學，并于1988年獲得生物化學博士學位，1988年至1992年在哈佛大學生化與分子生物系完成博士后訓練。付向東1992年加入加州大學圣地亞哥分校細胞與分子醫學系，歷任助理教授（1992-1998）、副教授（1998-2002）、正教授（2002-2018）和杰出教授（2018-2022）。2023年1月，付向東從美國加州大學圣地亞哥分校離職，全職回國，加盟西湖大學。

（原標題：《自然》關注“神經再生”研究真實性，中美頂級科學家發文“對峙”）

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