Nat Materials:“擠壓”細胞讓其轉(zhuǎn)化成為干細胞

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的科學(xué)家開發(fā)出了一種方法,可以通過“擠壓”細胞使其轉(zhuǎn)變成為干細胞,該方法為大規(guī)模生產(chǎn)干細胞用于醫(yī)學(xué)目的提供了新的思路,相關(guān)研究發(fā)表于國際雜志NatureMaterials上。

干細胞是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究的一把利器,其可以轉(zhuǎn)化成為不同器官的組成細胞,可以幫助治療一系列人類疾病,比如帕金森疾病、糖尿病等,而以標準化方法來生產(chǎn)正確類型的干細胞卻是科學(xué)家們面對的一大挑戰(zhàn),于是本文中科學(xué)家們開發(fā)出了一種新型凝膠,其可以增強正常細胞通過“擠壓”自身形狀從而轉(zhuǎn)化成為干細胞的能力。研究者可以制造出不同類型的干細胞,但最為重要的一種卻是誘導(dǎo)多能干細胞(iPSCs),這些細胞來自于成熟的成體細胞,成體細胞可以通過遺傳重編程來產(chǎn)生類似于干細胞的行為,隨后誘導(dǎo)多能干細胞就會重新生長成為一系列不同類型的細胞,比如肝臟細胞、胰腺細胞等。

科學(xué)家們嘗試了很多種方法來設(shè)計產(chǎn)生諸如這種干細胞的標準化方法,但至今為止最成功的方法也不能產(chǎn)生有效力的干細胞,其中一個主要問題就是當前的技術(shù)僅僅是利用細胞培養(yǎng)皿或細胞培養(yǎng)瓶等二維方法來進行細胞培養(yǎng),而機體的細胞是在三維環(huán)境中生存的。為此本文研究中研究者開發(fā)了一種新方法就可以克服當前的困境,這種新方法正是利用三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)來進行,正常細胞被置于包含正常生長營養(yǎng)物質(zhì)的特殊凝膠中,這樣研究者就可以刺激活體組織中的三維環(huán)境來觀察其如何影響干細胞的行為,但研究者很驚奇地發(fā)現(xiàn),細胞重編程會被周圍的微環(huán)境所影響,而這種微環(huán)境就是特殊的凝膠。

研究者還發(fā)現(xiàn),相比當前方法而言,他們可以通過調(diào)整干細胞周圍凝膠的組成(硬度和密度)來對細胞進行快速且有效地重編程,這樣凝膠就會對細胞行使驅(qū)動力,通過“擠壓”來使其轉(zhuǎn)變成為干細胞。研究者表示,三微環(huán)境對于干細胞的產(chǎn)生非常關(guān)鍵,其可以產(chǎn)生機械性的信號,并且同特殊的遺傳因子相互作用從而使得細胞更加容易地轉(zhuǎn)變成為干細胞。每種細胞類型都會存在最佳的“甜蜜點”,而且化學(xué)因子就可以為細胞提供最有效的轉(zhuǎn)換條件,一旦條件成熟,大規(guī)模批量產(chǎn)生干細胞的夢想就指日可待。

最后研究者指出,他們開發(fā)的新型技術(shù)還可以用于其他類型細胞產(chǎn)生干細胞,研究者堅信通過后期大量的研究將會以該技術(shù)為基礎(chǔ),產(chǎn)生大批量的干細胞,從而為醫(yī)療研究和療法開發(fā)提供一定的基礎(chǔ)和幫助。


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