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如何追蹤進入活組織的干細胞(二)

日期:2011-09-01 09:27:11

干細胞能用于傳遞靶向腫瘤的藥物,修復受損大腦,甚至修復破損的心臟(僅文獻而言),但是首先,科學家們需要將這些細胞送抵所需的地方,并確保它們能存活下來,完成任務。

要達到這個目的,我們需要能觀察到,干細胞到達活體能呼吸的動物中的情況,當然科學家們也可以進行組織切片,通過組織學尋找細胞,但是這只能獲得最終狀態(tài)的圖像。

目前研究人員已經(jīng)利用先進的成像技術追蹤進入動物組織的干細胞,甚至是進入患者體內的干細胞的足跡,其中一些方法依賴于干細胞上的固定標記,還有一些則是遺傳標記,能檢測細胞是否保持活性,生成蛋白。每一種方法都有其優(yōu)點和缺點,這主要取決于研究課題,有時還可以結合幾種方法,以下是推薦的四種方法,您可以根據(jù)其優(yōu)缺點,選擇適合自己的方法。

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)

磁共振成像是一種利用人體組織中某種原子核的核磁共振現(xiàn)象,將所得射頻信號經(jīng)過電子計算機處理,重建出人體某一層面的圖像的診斷技術。這項技術最開始是在1978年德國的科學家研發(fā)的,之后用于臨床,主要用途是檢測頭部,脊柱等處的病變情況,可以獲取人腦不同區(qū)域的組織結構和功能信息,對于神經(jīng)外科醫(yī)生,心理醫(yī)生了解腦部功能和代謝過程具有重要的意義。

來自斯坦福大學醫(yī)學院的神經(jīng)科學專家Marcel Daadi研究組在嘗試利用干細胞修復患有帕金森癥病患的神經(jīng)網(wǎng)絡,幫助這些病患能自由正常的活動,其中的一個早期步驟就是檢測神經(jīng)干細胞一旦移植到中風(stroke)大鼠大腦中,會如何變化。

為了完成這一分析步驟,研究人員采用了生物發(fā)光檢測和MRI兩種方法來追蹤移植入大鼠大腦中的人類神經(jīng)干細胞。首先研究人員在細胞中添加了微小的磁珠——許多細胞類型都能很容易添加這些超順磁性氧化鐵微粒(superparamagnetic iron oxide,SPIO),用于磁共振成像顯示,之后研究人員又利用生物發(fā)光成像技術確認干細胞確實存活下來了,并且3個月內就在中風位置定居了下來,核磁共振成像的結果表明移植細胞越多,形成的移植體越大。

這種技術的分辨率是0.01-1.5mm,優(yōu)點主要是分辨率高,有助于研究人員分析中風的位置,而且MRI用到的SPIO是FDA批準使用的藥物,因此可以用于人類。另外一個方面,MRI可以在手術室操作,臨床醫(yī)生能借助這一技術精確找到SPIO標記細胞的位置。

當然這種方法也存在其缺點,比如靈敏度低,以及不能有效的識別細胞的活力,也就是說,死亡幾個星期的細胞依然還會干擾分析。而且有時巨噬細胞會吞噬SPIO,導致假陰性。

在實驗材料方面,來自安捷倫的全球業(yè)務發(fā)展經(jīng)理Rob Robinson推薦,臨床前成像可以使用一種9.4 Tesla magnet(Tesla是磁通量密度或磁感應強度的國際單位制導出單位),這樣的儀器根據(jù)其大小不同,價格大約在150萬到300百萬美元之間,一些研究所,醫(yī)院和醫(yī)學院都有。

而在臨床方面,AMAG制藥公司(主要產(chǎn)品之一是治療貧血的藥物Feraheme)提供磁性微粒,Miltenyi Biotec公司也有右旋糖酐鐵(iron dextran)磁珠,用于細胞分離。除此之外BioPAL和Genovis也推出實驗用SPIO,大約200-500美元/2ml。

另外,也可以在目前已有的MRI成像技術上進行改進,比如采用全氟化碳(Perfluorocarbon)微粒,或者MRI其它報告基因。


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