新的幹細胞處理技術有望加速更可靠的研究

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幹細胞一直被吹捧為幾乎所有疾病的潛在解藥,從失明到癱瘓,以及研究疾病的寶貴模型。但是,為了讓研究人員發現和改進新的細胞療法,他們需要大量的細胞樣本。

正確培養時,人類胚胎幹細胞 (hES) 和誘導性多能幹細胞 (iPS) 都能夠無限期地自我更新。但是,在實驗室中培養這些細胞可能是一個棘手的過程。培養它們需要將它們放置在動物(通常是小鼠)細胞的“飼養層”上,這可能會導致變異,並在重新引入人體時增加免疫系統排斥的可能性。因此,找到一種可以消除部分變異性和排斥風險,並促進快速甚至增殖的培養方法,對於加速幹細胞研究將大有裨益。


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一個科學家團隊發現了一種有效的合成材料,他們能夠在這種材料上將單個幹細胞擴增為相同的細胞群落,並使其存活長達三個月。該小組在8月22日線上發表的《自然材料》雜誌上描述了他們的工作(《大眾科學》是自然出版集團的一部分)。

並非任何蛋白質包覆的培養皿都適用於這種精細的培養。“細胞培養基質的表面特性可以調節吸附蛋白質的量和構象,從而與細胞表面受體相互作用……以啟動訊號轉導並改變細胞行為,”研究人員在他們的研究中指出。

由麻省理工學院 (MIT) 化學工程系的梅穎領導的研究團隊,使用高通量測試來評估約 500 種不同聚合物的適用性——每種聚合物都具有不同的紋理、親水性、剛度和成分。研究人員用胎牛血清(根據論文,可以用人血清代替用於後續研究)包覆這些聚合物,接種幹細胞,並讓它們生長七天。

 

一週後,該團隊發現一些菌落的表現優於其他菌落,表明“聚合物可以強烈調節 [幹] 細胞行為”,研究人員寫道。該小組發現,聚合物的所謂潤濕性似乎比紋理和剛度更重要,更能影響細胞培養,而丙烯酸酯(通常存在於彈性塑膠中)有助於提高聚合物的效能。

但在該技術擴大規模用於醫療實驗室工作之前,仍有更多研究需要完成。“我們希望更好地理解細胞、表面和蛋白質之間的相互作用,並更清楚地定義細胞生長所需的條件,”麻省理工學院的 Daniel Anderson 和該論文的合著者在一份準備好的宣告中說道。然而,真正有前景的聚合物-蛋白質組合可能會使更可靠且經濟的幹細胞療法更接近現實。

“對於治療應用,您需要數百萬甚至數百萬的細胞,”懷特海生物醫學研究所的 Krishanu Saha 和該論文的合著者在一份準備好的宣告中說道。“如果我們能讓細胞更容易分裂和生長,那將真正有助於獲得您需要進行人們興奮的所有疾病研究的細胞數量。”

合成表面上生長的人類胚胎幹細胞影像,由 Ying Mei/Krishanu Saha/Robert Langer/Rudolf Jaenisch/Daniel G. Anderson 提供

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