新方法能控制干細(xì)胞按需分化
日期：2011-08-31 08:56:28
干細(xì)胞非常易變，它會(huì)成什么器官或組織一直讓科學(xué)家琢磨不定。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月28日?qǐng)?bào)道，最近，在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)第242屆國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)暨展覽會(huì)上，科學(xué)家們匯報(bào)了一種先進(jìn)的細(xì)胞培養(yǎng)表面，有助于科學(xué)家控制干細(xì)胞的發(fā)育方向。該研究為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了一種先進(jìn)方法，以此培養(yǎng)的器官和組織可用于移植和治療疾病。
多能性人類胚胎干細(xì)胞是從胚胎衍生而來的細(xì)胞，具有發(fā)育成上百種細(xì)胞的可能。培養(yǎng)系統(tǒng)具有某種“不確定性”，不同批次的小鼠細(xì)胞可能出現(xiàn)多種變化，而控制它們的分化方向是干細(xì)胞醫(yī)療應(yīng)用研究中的一大障礙。以前的方法是添加調(diào)控生長(zhǎng)的物質(zhì)，但這可能會(huì)給細(xì)胞帶來無法預(yù)料的傷害。
美國(guó)威斯康辛大學(xué)化學(xué)系的勞拉·L·基斯林博士在報(bào)告會(huì)上表示，干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)、新藥開發(fā)、生物醫(yī)療前沿中都有很大潛力，但要開發(fā)這種潛力必須克服兩個(gè)難題：第一，找到能在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)繁殖人類干細(xì)胞的方法；第二，控制干細(xì)胞按需分化，生長(zhǎng)為心臟、大腦等任意類型的細(xì)胞。新方法在解決這些問題方面取得了良好效果。
基斯林和同事人工合成出一種純化學(xué)培養(yǎng)基面，其外層表面與不同的多肽（構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位）相對(duì)應(yīng)，能大大降低干細(xì)胞發(fā)育方向的不確定性。這種純化學(xué)的培養(yǎng)基面能對(duì)細(xì)胞的“信號(hào)”路徑施加一種控制。“信號(hào)”是細(xì)胞內(nèi)分子之間互相通訊的方式，比如告知免疫細(xì)胞準(zhǔn)備抵抗外來感染，或告知胰腺細(xì)胞機(jī)體需要更多胰島素等等。通過控制干細(xì)胞內(nèi)部的分子通訊，研究人員能告知干細(xì)胞發(fā)育成某種特定的細(xì)胞。
為了測(cè)試這種純化學(xué)培養(yǎng)基面改變信號(hào)的能力，研究人員還用β轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（β-TGF，能控制細(xì)胞從生長(zhǎng)到毀滅的多種功能活性）對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種培養(yǎng)基面可以促進(jìn)傷口愈合。基斯林解釋說，β-TGF雖然有助于傷口愈合，但如果它接觸到健康皮膚，會(huì)造成皮膚發(fā)炎。而通過這種培養(yǎng)基面，比如設(shè)計(jì)一種繃帶，只在身體局部集中某種特殊的多肽，可讓?duì)?TGF只集中在傷口部位。
基斯林認(rèn)為，要通過組織工程培養(yǎng)出替代器官，人們必須能操控細(xì)胞的發(fā)展方向。設(shè)計(jì)多套與各種多肽對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)表面，就能引導(dǎo)胚胎干細(xì)胞按照需要進(jìn)行分化。這種培養(yǎng)表面讓實(shí)驗(yàn)室制造器官和組織更加容易，是一種更先進(jìn)的干細(xì)胞生產(chǎn)方法。
