科學(xué)家設(shè)計出的zui有效的培養(yǎng)人類胚胎干細胞集落的方式是將其培養(yǎng)于于小鼠細胞上。這對于實驗室研究來說或許可行，但是它會給移植到人類患者體內(nèi)的干細胞帶來一種不可接受的污染風(fēng)險。在一項新的研究中，美國布朗大學(xué)的生物工程師已經(jīng)開發(fā)出一種人工合成的基層，稱為成纖維細胞，其可以像小鼠細胞一樣發(fā)揮作用，但卻不會發(fā)生污染的可能性。

“生成的干細胞的黃金標(biāo)準(zhǔn)始于胚胎干細胞，它們在小鼠的胚胎成纖維細胞層上生長，”醫(yī)療科學(xué)工程副教授Diane Hoffman-Kim說。“如果我們能明確黃金標(biāo)準(zhǔn)的組成，那么我們就可以嘗試做一個現(xiàn)成的產(chǎn)品。”

通過和小鼠的分離，這個潛在的產(chǎn)品將能夠推進干細胞療法，Hoffman-Kim說，他和也任職于布朗大學(xué)醫(yī)療科學(xué)工程副教授的Eric Darling同為文章的通訊作者。

由Hoffman-Kim的前博士生Cristina Lopez Fagundo率領(lǐng)的研究人員，在 Acta Biomaterialia雜志上闡述了他們?nèi)〉玫倪M展。事實證明，他們想要模仿的小鼠成纖維細胞的關(guān)鍵影響因素是細胞的剛性和它們形成的滋養(yǎng)層的凹凸性。

通過在成纖維細胞上覆蓋一層特制材料，科學(xué)家創(chuàng)建了一個橡膠狀的模具。當(dāng)他們使用該模具創(chuàng)建一個具有類似屬性的培養(yǎng)層用于真正的細胞培養(yǎng)時，他們看到，他們可以在其上培育和維持胚胎干細胞。

“這不是黃金標(biāo)準(zhǔn)，我們也沒有這樣說，”Lopez-Fagundo說道，“但它確實彌補了利用小鼠胚胎成纖維細胞進行培養(yǎng)的不足。”

模擬物的測試

實驗表明，培育在合成基質(zhì)上的干細胞集落起初在數(shù)量上稍小，但有時面積卻很大。通過三周的培養(yǎng)，克隆數(shù)目和面積在兩者之間較為相似。第三個基質(zhì)作為一個實驗對照，其表面有有佳的硬度，但卻沒有凹凸性，在培育細胞方面是*的失敗的。

下一組實驗測試的是人工合成的基質(zhì)和黃金標(biāo)準(zhǔn)的成纖維細胞滋養(yǎng)層上培養(yǎng)的小鼠胚胎成纖維細胞克隆是否能同等的發(fā)育成熟。該小組也表明它們可誘導(dǎo)培養(yǎng)于任一基層的干細胞分化成所有的三個“胚層”，這為組織的前體：內(nèi)胚層，能成為人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如胃腸道；中胚層，能成為許多器官系統(tǒng)，包括心臟；和外胚層，將能發(fā)育為神經(jīng)系統(tǒng)。

更多的工作

Hoffman-Kim和 Lopez-Fagundo承認(rèn)在他們的技術(shù)能夠提高干細胞的產(chǎn)量以用于臨床之前，他們還有更多的工作要做。他們利用有相似的潛力可分化為不同組織的類似于胚胎干細胞的非人類胚胎干細胞來測試合成基質(zhì)。在人體細胞中測試這項技術(shù)是非常關(guān)鍵的一步。

他們也想回答一個更根本的問題：為什么成纖維細胞的剛性和基層形成的凹凸性在培育干細胞集落中如此重要？了解了這些將有助于揭示干細胞生物學(xué)中許多未知問題中的至少一個。

“目前在該領(lǐng)域，我們?nèi)蕴幱谂囵B(yǎng)和利用干細胞的前沿位置，”Hoffman-Kim說。“但問題還沒有完*。”