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新的方法帮助细胞变成可用的干细胞

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-01-18 11:13  浏览次数:77
摘 要:瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)科学家们最近开发出一种新的方法,帮助细胞变成可用的干细胞。这种方法涉及使用凝胶来挤压细胞,为

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)科学家们最近开发出一种新的方法,帮助细胞变成可用的干细胞。这种方法涉及使用凝胶来"挤压"细胞,为大规模生产医学用途的干细胞铺平了道路。

干细胞目前处于现代医学的前沿。它们能够转化为不同器官的细胞,有望为治疗一系列损伤和疾病提供新的方法。但以标准化的方式生产正确类型的干细胞仍然是一个严峻的挑战。EPEL科学家们开发出一种凝胶,通过三维"挤压"细胞成型,提升细胞重编程为干细胞的能力。这项研究2016年1月11日在线发表于《Nature Materials》期刊,新技术还可以轻松地扩大干细胞生产,工业规模地进行各种应用。

干细胞有不同的类型,其中特别吸引医学兴趣的是"诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)"。这些干细胞源于基因重编程的成熟、成人细胞,表现为干细胞样。iPSCs可以再生为一系列不同的细胞类型,比如肝、胰、肺、皮肤等细胞。

研究人员在设计生成这种干细胞的标准化方法中进行了很多尝试,但即便是最成功的方法也不是很有效,尤其是在大规模使用方面。一个主要问题是,现有技术使用的是培养皿或细胞培养瓶中的二维环境,但细胞在体内却处于三维状态。

Matthias Lutolf实验室开发出的新方法可能有助于克服这些挑战。这种方法使用一个三维细胞培养系统。表达重编程因子的细胞被放置在包含正常生长营养物质的凝胶中。"我们试着模拟活体组织中的三维环境,查看它可能如何影响干细胞的行为"Lutolf解释道,"但很快我们惊讶地发现,细胞重新编程也受到周围微环境的影响。"这种情况下的微环境就是所用的凝胶。

研究人员发现,通过调整周围凝胶的构成(硬度和密度),他们可以比现有方法更快和更有效地重新编程细胞。在硬度和密度的调整中,凝胶会对细胞施加不同的作用力,本质上是在"挤压"它们。

这种新的现象还没有被完全理解。不过,科学家们认为,三维环境是这个过程的关键,产生机械(http://www.chemdrug.com/sell/22/)信号与基因因素共同发挥作用,使细胞更容易转变成干细胞。

"每个细胞类型可能都有一个物理和化学因素的'最佳条件',提供最有效率的转换"Lutolf说,"一旦找到它,就能够把握更大规模创建干细胞的资源和时间关键点。"

这一发现的影响可能是巨大的。该技术可以被用于以工业规模从大量细胞产生干细胞。Lutolf的实验室正在研究这个问题,但他们的主要关注点是更好地理解这一现象,并找到其他细胞类型的"最佳条件"。

 
 
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