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新方法可预测干细胞分化过程

  新方法预测干细胞分化

  这是在短“微柱”上培养的人间充质干细胞的SEM图像。在细胞培养实验的第二天,这些细胞开始伸展,对“微柱”的延伸度和力度要比长在“微柱”上的要大。这些细胞后来分化成骨细胞。 (摄影:建平富(密西根大学))美国密西根大学的研究人员最近通过培养成人干细胞在新的实验的细胞外基质中,找到了一种预测干细胞如何分化的方法和形成什么样的组织?这项研究发表在8月1日的Nature Method杂志上。干细胞转化为其他细胞的过程称为细胞分化。而发展干细胞再生疗法,关键是要充分了解细胞的分化。傅建平说:“我们第一次证明,在细胞分化的开始,我们可以预测细胞分化的下一个阶段。傅先生是密歇根大学机械工程与生物医学工程系助理教授,也是本文的主要作者。 “通常,了解干细胞分化的趋势需要花费数周甚至更长的时间,我们的研究结果可以加速这一过程,这在药物筛选和再生医学领域具有很大的应用前景,我们的方法可以更早地预测干细胞的分化和什么样的细胞将被转化为新药的治疗。“在这项研究中,傅和他的同事们发现干细胞附着在他们身上的基质会发挥一定的作用力。这种力量很可能与细胞分化有关,但是它的研究还没有像化学触发的研究那么广泛。在这篇文章中,研究人员说,用于培养干细胞的基质的刚性确实有助于确定干细胞可以转变成什么类型​​。傅先生说:“经过研究,我们可以肯定地说,像化学这样的机制在控制细胞分化方面起着同等重要的作用。 “但在此之前,干细胞生物学家在很大程度上忽略了这个机械因素。”研究人员已经构建了一种新型的干细胞基质(支架),可以在不改变其化学组成的情况下进行严格的调控,传统的干细胞生长基质做。傅先生说,这种新型矩阵脚手架看起来就像一个覆盖着毛发状突起的微型地毯 - 由弹性聚合物如聚二甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷组成的“微柱”是时代粘土的重要组成部分。研究人员可以调整微柱高度来调整这个矩阵的硬度。工程师在骨髓和其他结缔组织(如脂肪)的实验中提取,以获得人类间充质干细胞的组成。干细胞生长在坚硬的基质中,最终分化成骨细胞,而在较软的基质中,它们分化并转化为脂肪。当研究人员通过基质的力学性质观察细胞分化时,他们决定跟踪细胞在整个细胞培养中的依从性,看看它能否预测细胞分化。研究人员使用荧光显微镜来测量微柱的弯曲程度来量化细胞的粘附。傅说:“我们的研究表明,如果干细胞分化,他们的依从性远远大于未分化的干细胞,干细胞分化成不同类型的细胞,其依从性可能差异很大。” “我们证明,通过观察这种变化的附着,可以预测干细胞的早期分化。成型加工成本这个新的矩阵做得很低,研究人员也表示,任何有兴趣的研究人员都可以得到这个成型的过程。傅说:“我们认为这个过程为整个科学界提供了一个新的,实用的方法。 (网张晓科学/编译器)
方法及相关设备:NSR2005i9步进式投影曝光装置Prometrix P-10表面轮廓仪6320FV SEM \\ u0026 Samdri-PVT-3D临界点干燥仪器XL20 SEM \\ u0026 nbsp; ABI 7300实时荧光定量PCR系统 Axiovert 200M倒置显微镜新型干细胞基质(脚手架)
实验室:美国宾夕法尼亚大学生物工程系密歇根大学生物工程与机械工程学院台湾骨关节研究中心,医学院

 

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