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研究可以增强将成体细胞重编程为胚胎样干细胞

2019-05-23 14:11:51 医药科技159℃

  研究可以增强将成体细胞重编程为胚胎样干细胞的过程

  2013年10月23日

  加州大学伯克利分校的生物工程师已经证明,当将成熟细胞推回到多能阶段时,物理线索可以取代某些化学物质,能够成为体内的任何细胞类型。

  研究人员研究了从人类皮肤和小鼠耳朵取出的成纤维细胞,其平行沟宽10微米,高3微米。

   在用于重新编程成熟细胞的特殊鸡尾酒培养两周后,研究人员发现,与在平坦表面上生长的细胞相比,恢复到胚胎样状态的细胞数量增加了四倍。在平行排列的纳米纤维支架中生长的细胞具有相似的效果。

  该研究于10月20日星期日在线发表在“自然材料”杂志上,可以显着增强将成体细胞重编程为胚胎样干细胞的过程,这种干细胞可以分化或发育成构成我们身体的任何类型的组织。

  2012年诺贝尔生理学或医学奖授予那些发现使用生化化合物和调节基因表达的蛋白重编程细胞的科学家。这些诱导的多能干细胞从此成为再生医学,疾病建模和药物筛选的研究支柱。

  “我们的研究首次表明,生物材料的物理特征可以代替这些生物化学因子中的一些,并调节细胞特性的记忆,”研究主要研究员宋丽,加州大学伯克利分校生物工程学教授。 “我们表明,生物物理信号可以转化为细胞内化学信号,诱导细胞发生变化。”

  目前用于重编程细胞的方法依赖于使用病毒将基因改变蛋白质引入成熟细胞的配方。某些化学化合物(包括丙戊酸)可以显着影响全局DNA结构和表达,也可用于提高重编程过程的效率。

  “对现有方法的关注是细胞实际重编程的低效率和某些强加的遗传或化学操作的不可预测的长期影响”。研究的主要作者蒂莫西唐宁说,他是加州大学伯克利分校 - 加州旧金山分校生物工程联合研究生课程的研究生。 “例如,丙戊酸是一种有效的化学物质,可以彻底改变细胞的表观遗传状态,并可能导致细胞内部意外的变化。鉴于此,许多人一直在寻找不同的方法来改进重编程过程的各个方面。

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  以前的研究表明,物理和机械力可以影响细胞的命运,但对表观遗传状态和细胞重编程的影响尚不清楚。

  这项新研究发现,在微槽生物材料上培养细胞可以提高重编程过程的质量和一致性,并且与丙戊酸一样有效。

  “细胞伸长,例如,当它们在整个身体中迁移时,”细胞伸展。唐宁说,他现在是李实验室的研究科学家。 “在地形的情况下,我们通过控制物理微环境控制细胞的伸长,我们能够更接近地模仿细胞在其天然生理环境中所经历的。在这方面,这些物理线索对细胞的侵入性较小且是人为的,因此不太可能引起非预期的副作用。

  研究人员正在研究在凹槽表面上生长细胞是否最终可以在重编程过程中替代丙戊酸和其他化学化合物。

  “我们还在研究生物物理因子是否有助于将细胞重编程为特定细胞类型,例如神经元”。加州大学伯克利分校生物工程研究生Jennifer Soto和该研究的另一位合着者说。

  资料来源:加州大学伯克利分校

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