干细胞的物理特性预测它们会变成什么样

作者:贾阢富

<p>干细胞潜能干细胞有可能成为不同种类的组织,但某些特征 - 刚度,粘度,大小 - 是它们被优化成为信用的标志:达林实验室/布朗大学布朗大学的新研究表明来自脂肪的成体干细胞(如吸脂废物)的物理特性可以预测它们是否会变成骨骼,软骨或脂肪,从而导致一种潜在的浓缩方法,用于专业治疗,罗德岛普罗维登斯(布朗大学) ) - 为了成为更好的治疗师,组织工程师需要及时可靠的方法来获得足够的原材料:已经或可能成为他们需要建立的组织的细胞在一项新的研究中,布朗大学的生物医学工程师表明,刚度,粘度来自脂肪的成体干细胞的其他机械特性,如吸脂废物,可以预测它们是否会变成骨骼,软骨美国国家科学院院刊发表的论文的高级作者埃里克达林说,这种洞察力可能导致过滤器能够从更大,更多样化的组织样本中提取所需的细胞</p><p>想象一下使用这种过滤器的外科医生首先从患有骨损伤的患者体内提取脂肪,然后在同一手术中将高浓度的造骨干细胞注入伤口部位</p><p>研究人员报告说,最强的脂肪来源的间充质干细胞倾向于变得骨头,那些最大和最柔软的东西往往会变胖,那些特别粘稠的东西最有可能最终成为软骨“结果令人兴奋,因为不仅机械特性表明这些细胞可能会沿着这些细胞发展但它们的分化程度,“分子药理学,生理学和生物学系医学科学助理教授达林说</p><p>技术和大学的生物医学工程中心“它告诉我们,如果我们根据给定的组织类型对它们进行区分,它们会有多好”所以当组织工程师通过提取的脂肪来寻找细胞来制造骨骼时,他们可以对它们进行排序通过细胞寻找具有一定刚度或更高水平的细胞是否细胞是“未分化的”干细胞,它们没有朝向成为特定细胞类型,或者已经是骨细胞的细胞,只有那些具有必需刚度的细胞这个过程将产生更高的细胞群以制造新的骨组织“我们能否为我们想要使用的细胞富集细胞群,它们是完全未分化的细胞类型,部分分化还是完全分化</p><p>”Darling在研究助理Rafael Gonzael的带领下,Darling的研究表明“只要它针对特定的组织应用无关紧要” z-Cruz和Vera Fonseca,将脂肪来源的成体人类干细胞克隆到32个干细胞群中然后用原子力显微镜戳戳,刺激和测量细胞,测量它们有多大,它们是多么坚固压力,以及它们与示波器的悬臂式探头之间的力如何随时间而变化该团队发现这些细胞表现出广泛的刚度,粘度和大小一旦进行了测量,研究人员就会化学诱导细胞分化并分析其水平</p><p>细胞在几周后成熟时产生的关键代谢物对于每个种群,代谢物表明分化成一个组织或另一个组织28的相对比例,例如,显然对生产软骨的化学信号有效地作出反应,生产骨骼并且不足以提供脂肪的关键时刻是研究人员将每个细胞群体相关联的关键时刻的机械测量与它的代谢产物的数据所做的机械性能预测哪些群体将是最成功的转变成骨细胞或软骨细胞或脂肪细胞</p><p>果然,他们做了最坚硬的细胞群产生了更多的骨头最软的细胞是产生最多脂肪的细胞</p><p>粘度最高的细胞是看似成为软骨的细胞</p><p> Darling和他的团队随后进行了分选模拟,以确定是否通过不同的机械特性过滤样品是否会导致从组织中提取更高浓度的有用细胞他们发现使用当前寻找分子生物标记物的方法的产量低于1%,基于机械性能的产量可以增加到骨制造细胞的3%,软骨的6%和脂肪的9%受到结果的鼓励,他承认这是基本的,Darling的小组已经在努力实现更实际的发现毕竟,外科医生不会将原子力显微镜带入手术室;这些设备工作得太慢,无法在合理的时间内识别出足够的细胞“为了实际应用这一点,我们需要某种高通量的机械测试设备,”他说“这就是下一阶段的地方</p><p>那是我的实验室正在研究的东西现在“所以这个想法正在形成,就像一个努力成为脂肪,骨骼或软骨的干细胞国家关节炎和肌肉骨骼和皮肤病研究所和国家普通医学研究所资助的工作资料来源:David Orenstein,Brown大学图片:....