Team開發(fā)了用于制備和標(biāo)記干細(xì)胞的生物模擬方法
由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)生物科學(xué)教授Chien Ho領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)了一種制備間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的新方法,該方法不僅可以生產(chǎn)更多的天然干細(xì)胞,還可以用FDA批準(zhǔn)的氧化鐵納米粒子標(biāo)記它們。 (Ferumoxytol)。該技術(shù)可以讓研究人員在臨床前和臨床試驗(yàn)期間使用磁共振成像(MRI)跟蹤體內(nèi)細(xì)胞。研究結(jié)果由Scientific Reports發(fā)表。
干細(xì)胞具有再生成多種不同細(xì)胞類型的能力,顯示出治療多種疾病和傷害的巨大希望。由于拒絕的機(jī)會(huì)減少,從患者自身體內(nèi)取出的干細(xì)胞特別令人感興趣。這些細(xì)胞最常從骨髓中收獲,其中含有兩種類型的干細(xì)胞,即造血細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞。
造血干細(xì)胞可用于形成不同類型的血細(xì)胞,并用于治療白血病和多發(fā)性骨髓瘤。間充質(zhì)干細(xì)胞可用于產(chǎn)生骨,軟骨和脂肪細(xì)胞,并有望修復(fù)骨和軟骨,損傷的心臟細(xì)胞,以及治療炎癥和自身免疫疾病。
超過360個(gè)注冊(cè)臨床試驗(yàn)正在使用MSCs,但結(jié)果好壞參半,一些患者反應(yīng)良好,另一些患者對(duì)干細(xì)胞治療沒有反應(yīng)。為了理解為什么這些結(jié)果可以如此變化,研究人員需要能夠跟蹤干細(xì)胞在體內(nèi)遷移時(shí)的情況,看它們是否到達(dá)并移植到適當(dāng)?shù)牟课弧榇?,研究人員可以用超順磁性氧化鐵(SPIO)造影劑標(biāo)記干細(xì)胞,并使用MRI對(duì)患者進(jìn)行成像。
Ferumoxytol是唯一獲得FDA批準(zhǔn)的SPIO納米粒子,但研究人員未能在沒有轉(zhuǎn)染劑幫助的情況下在細(xì)胞培養(yǎng)(離體)中用Ferumoxytol標(biāo)記MSCs。轉(zhuǎn)染劑是不合需要的,因?yàn)樗鼈兛梢愿淖兗?xì)胞的生物學(xué)并抑制其有效性。此外,研究人員難以培養(yǎng)臨床給藥所需的大量細(xì)胞。目前的方法還產(chǎn)生不同尺寸和功能的細(xì)胞。較小的圓形細(xì)胞是優(yōu)選的,因?yàn)樗鼈冿@示出更高的再生和分化能力。
為了解決這些問題,Ho和同事利用細(xì)胞在體內(nèi)吞噬和內(nèi)化Ferumoxytol的天然能力。Ho的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種“生物模擬”方法,在培養(yǎng)皿中創(chuàng)造一個(gè)與體內(nèi)環(huán)境非常相似的環(huán)境。他的團(tuán)隊(duì)開始使用傳統(tǒng)方法從骨髓中提取細(xì)胞,將MSC與其他細(xì)胞分離并擴(kuò)大MSC的數(shù)量。然后,他的團(tuán)隊(duì)通過引入骨髓中的其他細(xì)胞,設(shè)計(jì)了一種培養(yǎng)MSCs的新方法,模仿體內(nèi)環(huán)境。得到的MSC保持其最佳大小和再生能力,并且可以內(nèi)化Ferumoxytol用于細(xì)胞追蹤。由于MSCs具有多種功能,因此這種新方法可以為細(xì)胞治療和再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用制備更多的天然細(xì)胞。
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