新方法能控制干细胞按需分化
时间:2017-12-08

   一种按需控制干细胞的新方法

  干细胞是非常流动的,它将把科学家置于不确定的状态下的器官或组织。最近,在第242届美国化学学会国际研讨会上,科学家们报道了一种先进的细胞培养表面,帮助科学家控制干细胞的发展方向。这项研究为再生医学领域提供了一种先进的方法,其中器官和组织可以用于移植和治疗疾病。

  多能人胚胎干细胞是来自胚胎的细胞,其具有发展成数百个细胞的潜力。培养体系存在一些不确定性。不同批次的小鼠细胞可能会发生各种变化。控制其分化方向是干细胞医学应用研究的主要障碍。以前的方法是添加一种调节生长的物质,但这会对细胞造成不可预知的损害。

  威斯康辛大学化学系的Laura L. Kisling博士在介绍会上表示,干细胞在再生医学,新药开发和生物医学领域具有巨大的潜力,但是为了发挥这种潜力必须克服两个挑战:首先要想方设法在实验室中培养和繁殖人类干细胞;其次,控制干细胞根据需要进行分化,并生长成任何类型的细胞,如心脏和大脑。新方法在解决这些问题上取得了很好的效果。

  Kisselin及其同事人工合成了一种纯化学介质,其外表面对应于构成蛋白质基本单位的不同多肽,大大降低了干细胞发育的不确定性。这种纯化学介质表面对细胞信号传导途径起着控制作用。信号是细胞内分子相互沟通的方式,如通过信号传导免疫细胞抵抗外来感染,或告诉胰腺细胞需要更多的胰岛素。通过控制干细胞内部的分子通讯,研究人员可以告诉干细胞发育成特定的细胞。

  为了测试这种纯化学介质改变信号的能力,研究人员还使用转化生长因子(TGF-β)检测了癌细胞,转化生长因子控制着细胞从生长到破坏的各种功能活动。实验结果表明,各种媒体可以促进伤口愈合。 Keithlin解释说,尽管TGF可以帮助愈合伤口,但如果接触到健康的皮肤,会引起皮肤发炎。通过这种介质,如设计一种绷带,只能在体内部分浓缩一种特定的多肽,这样只能集中在伤口的部位。

  基斯林认为,通过组织工程培养替代器官,必须能够操纵细胞发育的方向。设计与多种多肽相对应的多组培养表面可以引导胚胎干细胞根据需要分化。这个训练表面使得实验室更容易制造器官和组织,这是一种更先进的干细胞生产方法。

  美国生理学家网络报告(英文)

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