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資訊將細(xì)胞“擠壓”成為干細(xì)胞
最近更新時(shí)間：2017-11-13
提 供 商：上海士鋒生物科技有限公司資料大?。?/span>19.8KB
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干細(xì)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(xì)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(xì)胞仍然是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。EPEL科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出一種凝膠，通過(guò)三維"擠壓"細(xì)胞成型，提升細(xì)胞重編程為干細(xì)胞的能力。這項(xiàng)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?cái)U(kuò)大干細(xì)胞生產(chǎn)，工業(yè)規(guī)模地進(jìn)行各種應(yīng)用。
干細(xì)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(xì)胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）"。這些干細(xì)胞源于基因重編程的成熟、成人細(xì)胞，表現(xiàn)為干細(xì)胞樣。iPSCs可以再生為一系列不同的細(xì)胞類型，比如肝、胰、肺、皮膚等細(xì)胞。
研究人員在設(shè)計(jì)生成這種干細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)化方法中進(jìn)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(gè)主要問(wèn)題是，現(xiàn)有技術(shù)使用的是培養(yǎng)皿或細(xì)胞培養(yǎng)瓶中的二維環(huán)境，但細(xì)胞在體內(nèi)卻處于三維狀態(tài)。
Matthias Lutolf實(shí)驗(yàn)室開(kāi)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(gè)三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。表達(dá)重編程因子的細(xì)胞被放置在包含正常生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凝膠中。"我們?cè)囍M活體組織中的三維環(huán)境，查看它可能如何影響干細(xì)胞的行為"Lutolf解釋道，"但很快我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，細(xì)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(guò)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(xì)胞。在硬度和密度的調(diào)整中，凝膠會(huì)對(duì)細(xì)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(méi)有被*理解。不過(guò)，科學(xué)家們認(rèn)為，三維環(huán)境是這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵，產(chǎn)生機(jī)械信號(hào)與基因因素共同發(fā)揮作用，使細(xì)胞更容易轉(zhuǎn)變成干細(xì)胞。
"每個(gè)細(xì)胞類型可能都有一個(gè)物理和化學(xué)因素的'*條件'，提供zui有效率的轉(zhuǎn)換"Lutolf說(shuō)，"一旦找到它，就能夠把握更大規(guī)模創(chuàng)建干細(xì)胞的資源和時(shí)間關(guān)鍵點(diǎn)。"
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(xì)胞產(chǎn)生干細(xì)胞。Lutolf的實(shí)驗(yàn)室正在研究這個(gè)問(wèn)題，但他們的主要關(guān)注點(diǎn)是更好地理解這一現(xiàn)象，并找到其他細(xì)胞類型的"*條件"