2020年5月，国际学术期刊StemCell Reviews and Reports在线发表了乐维再生医学（简称“乐维”）与武汉科技大学附属天佑医院、中山大学、首都医科大学、复旦大学合作完成的最新研究成果，题为“Roleof Chromatin Remodeling Genes and TETs in the Development of Human MidbrainDopaminergic Neurons（染色质重塑和TET家族基因在人中脑多巴胺神经元发育过程中的作用）”。采用新兴的iPSC干细胞技术和新一代测序技术等手段，我们发现，维生素C（vitamin C）可以促进5-羟甲基胞嘧啶（5-hydroxymethylcytosine, 5hmC）的水平，提高TET2/3和维生素C转运蛋白的基因表达。在特定培养条件下，人诱导多功能干细胞（iPSC）定向分化为神经干细胞，其可进一步分化为中脑多巴胺能神经元。添加维生素C可增加神经分化效率和促进中脑多巴胺能神经元的成熟度和功能。

武汉科技大学附属天佑医院向莉，珠海乐维再生医学科技有限公司研发中心主任黄国滨博士为论文共同第一作者。武汉科技大学附属天佑医院江高峰教授为论文通讯作者。该工作得到国家自然科学基金委科研基金和珠海乐维的支持。

染色质重塑和TET家族基因在人中脑多巴胺能神经元发育中的作用

了解中脑多巴胺能神经元分化和成熟的表观遗传学调控，有助于揭示帕金森病的发病机理和开发新的抗帕金森病药物。我们拥有干细胞分化技术，可以将人诱导多能干细胞（iPSC）定向分化为神经干细胞，其可进一步分化为中脑多巴胺能神经元。利用RNA测序技术，我们获得人诱导多能干细胞（iPSC）和iPSC衍生中脑多巴胺能神经元的基因表达谱，全面分析了组蛋白甲基化／去甲基化，组蛋白乙酰化／去乙酰化，DNA甲基化／去甲基化，RNA甲基化／去甲基化相关基因的表达水平，特别探讨了染色质重塑和TET家族基因在中脑多巴胺能神经元分化过程中的作用。与 TET介导的表观遗传调控中枢神经系统的终末分化相一致，人的体外分化模型也揭示，负责甲基胞嘧啶（5mC）氧化成5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）的 TET2/3等基因表达水平显著升高。

研究表明，神经细胞中5hmC的含量较高，约为其它类型细胞的10倍。旨在研究5hmC在神经诱导和神经元分化中的作用，我们从人诱导多能干细胞（iPSC）和iPSC衍生的神经细胞中提取了基因组DNA，利用斑点印迹分析，检测5hmC水平。结果显示，5hmC水平在iPSC，神经干细胞和多巴胺能神经元中逐渐显著增加，提示 TET介导产生的5hmC参与调节多巴胺能神经元的分化。

过去的证据表明维生素C可以增强中脑前体细胞向多巴胺能神经元的分化，与TET基因相关的维生素C转运蛋白和5hmC在大脑发育过程中增加，因此我们推测维生素C可能通过相同的机制诱导多巴胺能神经元分化。为此，我们分析比较了维生素C处理的情况。当在神经元诱导培养基中添加维生素C时，免疫荧光实验和斑点印迹分析均表明5hmC水平显著升高。

通过定量PCR，我们分析了人诱导多能干细胞（iPSC）和iPSC衍生的中脑多巴胺能神经元中TET1，TET2和TET3的表达水平。数据表明，TET1仅在神经诱导中增加，在神经元分化中却下降；而TET2/3在分化过程中持续上升。特别是，在含维生素C的培养基中进行体外分化后，多巴胺能神经元中TET2/3的RNA水平激增。同时，我们检测了维生素C转运蛋白的转录水平。其中，SLC2A1和SLC2A3的水平在神经干细胞中达到峰值。在维生素C存在的情况下，SCL23A2在神经诱导和神经元分化过程中含量逐渐增加。因此，我们首次证明了维生素C可以增加TET2/3和维生素C转运蛋白的上调，增强5hmC含量，促进诱导多能干细胞（iPSC）分化为多巴胺能神经元。

同时，维生素C的处理可以促进多巴胺能神经元的电活动水平和多巴胺分泌。

维生素C 是神经系统正常运作所必需的营养素之一，其缺乏症可能会破坏神经元，导致包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿氏病、多发性硬化症和肌萎缩性硬化症在内的神经退行性疾病，以及包括抑郁症、焦虑症和精神分裂症在内的精神疾病。维生素C可以增加神经干细胞中TET酶以及5hmC水平，促进多巴胺能神经元的分化、成熟度和功能。因此，为取得良好的预防或治疗帕金森病等神经退行性疾病的临床效果，添加维生素C是有必要的。