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資訊將細胞“擠壓”成為干細胞
最近更新時間：2017-11-13
提 供 商：上海士鋒生物科技有限公司資料大小：19.8KB
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干細胞目前處于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的前沿。它們能夠轉(zhuǎn)化為不同器官的細胞，有望為治療一系列損傷和疾病提供新的方法。但以標(biāo)準(zhǔn)化的方式生產(chǎn)正確類型的干細胞仍然是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。EPEL科學(xué)家們開發(fā)出一種凝膠，通過三維"擠壓"細胞成型，提升細胞重編程為干細胞的能力。這項研究2016年1月11日在線發(fā)表于《Nature Materials》期刊，新技術(shù)還可以輕松地擴大干細胞生產(chǎn)，工業(yè)規(guī)模地進行各種應(yīng)用。
干細胞有不同的類型，其中特別吸引醫(yī)學(xué)興趣的是"誘導(dǎo)多能干細胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）"。這些干細胞源于基因重編程的成熟、成人細胞，表現(xiàn)為干細胞樣。iPSCs可以再生為一系列不同的細胞類型，比如肝、胰、肺、皮膚等細胞。
研究人員在設(shè)計生成這種干細胞的標(biāo)準(zhǔn)化方法中進行了很多嘗試，但即便是zui成功的方法也不是很有效，尤其是在大規(guī)模使用方面。一個主要問題是，現(xiàn)有技術(shù)使用的是培養(yǎng)皿或細胞培養(yǎng)瓶中的二維環(huán)境，但細胞在體內(nèi)卻處于三維狀態(tài)。
Matthias Lutolf實驗室開發(fā)出的新方法可能有助于克服這些挑戰(zhàn)。這種方法使用一個三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)。表達重編程因子的細胞被放置在包含正常生長營養(yǎng)物質(zhì)的凝膠中。"我們試著模擬活體組織中的三維環(huán)境，查看它可能如何影響干細胞的行為"Lutolf解釋道，"但很快我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，細胞重新編程也受到周圍微環(huán)境的影響。"這種情況下的微環(huán)境就是所用的凝膠。
研究人員發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整周圍凝膠的構(gòu)成（硬度和密度），他們可以比現(xiàn)有方法更快和更有效地重新編程細胞。在硬度和密度的調(diào)整中，凝膠會對細胞施加不同的作用力，本質(zhì)上是在"擠壓"它們。
這種新的現(xiàn)象還沒有被*理解。不過，科學(xué)家們認為，三維環(huán)境是這個過程的關(guān)鍵，產(chǎn)生機械信號與基因因素共同發(fā)揮作用，使細胞更容易轉(zhuǎn)變成干細胞。
"每個細胞類型可能都有一個物理和化學(xué)因素的'*條件'，提供zui有效率的轉(zhuǎn)換"Lutolf說，"一旦找到它，就能夠把握更大規(guī)模創(chuàng)建干細胞的資源和時間關(guān)鍵點。"
這一發(fā)現(xiàn)的影響可能是巨大的。該技術(shù)可以被用于以工業(yè)規(guī)模從大量細胞產(chǎn)生干細胞。Lutolf的實驗室正在研究這個問題，但他們的主要關(guān)注點是更好地理解這一現(xiàn)象，并找到其他細胞類型的"*條件"