讓干細(xì)胞和胚胎“沉睡”的神奇凝膠
日期:2016-03-16 08:54:55
最近,英國謝菲爾德大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新的方法,能夠使干細(xì)胞和胚胎停止發(fā)育幾天的時間,然后促使它們重新開始發(fā)育。這將對再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)生什么影響呢?
研究人員在實驗室中制造出了一種黏液,可以使人類干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞進(jìn)入睡眠狀態(tài)。當(dāng)浸在這種物質(zhì)中時,細(xì)胞就進(jìn)入一種停滯的狀態(tài),在這期間它們停止發(fā)育,一旦將這種黏液移除,它們又開始分裂。這種新物質(zhì)可以改變干細(xì)胞被儲存和運(yùn)輸?shù)姆绞?,并可能對?ldquo;如何制備干細(xì)胞用于再生醫(yī)學(xué)”發(fā)揮重要的作用。
來自英國謝菲爾德大學(xué)的Steven Armes知道,小鼠、大鼠,袋鼠和其他一些哺乳動物,在達(dá)到最好的出生條件之前,可制造一種粘液,阻斷胚胎的發(fā)育。他和他的同事們想知道:他們是否能制備一種物質(zhì),能夠?qū)θ祟惗嗄芨杉?xì)胞做同樣的事情呢?
現(xiàn)在,在《ACS Central Science》發(fā)表的一項研究中,該研究團(tuán)隊提出了一種三維的、富含羥基的凝膠,可阻礙干細(xì)胞的發(fā)育至少14天的時間。它還停滯了人類胚胎的發(fā)育長達(dá)8天的時間。Armes特別吃驚的是,細(xì)胞僅僅通過被淹沒在凝膠中,就進(jìn)入了停滯期,該凝膠不與細(xì)胞相互作用。我們不需要添加任何復(fù)雜的生化物質(zhì)。”
一旦細(xì)胞被埋入在凝膠中,在分子水平上發(fā)生了什么情況才引發(fā)了細(xì)胞停滯?目前尚不明確。Armes指出:“我們知道,它們改變了細(xì)胞核膜的組成。”當(dāng)埋入在凝膠中時,細(xì)胞會產(chǎn)生一種稱為核包膜他汀類的蛋白質(zhì),這是一種已知的細(xì)胞停滯分子標(biāo)記物。核結(jié)構(gòu)的這種變化,以前被認(rèn)為與“一個細(xì)胞機(jī)械感知環(huán)境軟硬”的能力有關(guān),因此,操縱細(xì)胞的物理環(huán)境,而不是其生化途徑,可能足以延遲細(xì)胞的發(fā)育。
這種新的凝膠,為研究發(fā)育和多能性的科學(xué)家提供了靈活性,而且它也可以為儲存這些細(xì)胞,提供一種很好的液氮替代物。Armes說,如果科學(xué)家們想挖掘干細(xì)胞療法用于再生醫(yī)學(xué)的潛力,他們需要尋找簡單的、可靠的、具有成本效益的方式,來制備它們。“我們的凝膠在這方面可能是有用的,但這還沒有得以證明。”
在去年12月份,劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了迄今為止最有力的證據(jù)表明,人類多能干細(xì)胞——能夠產(chǎn)生身體所有的組織,一旦被移植到胚胎中將會正常發(fā)育。這些研究結(jié)果發(fā)表在《Cell Stem Cell》雜志,對再生醫(yī)學(xué)有重要的意義。在今年2月份,來自德國科學(xué)家們的一項類似研究證實,如果在小鼠中關(guān)閉MYC,胚胎干細(xì)胞和早期胚胎會進(jìn)入一種可逆的休眠生化狀態(tài)。但這并不會影響它們分化為機(jī)體所有細(xì)胞類型的能力。當(dāng)MYC被再度激活時,休眠的胚胎能夠發(fā)育為健康的動物。