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      芯片以微小的凝膠捕獲單個細(xì)胞
      
			
      
				2018-12-26 11:36:54
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      特溫特大學(xué)MIRA研究所的研究人員開發(fā)出一種芯片，可以捕獲并保持單個細(xì)胞位于微小水凝膠液滴的確切中心。他們的新方法使細(xì)胞存活數(shù)周，這使它更容易研究它們。這使得有可能，例如，測試新藥的作用和改善干細(xì)胞療法與無與倫比的控制。這項研究的詳細(xì)信息發(fā)表在著名的科學(xué)期刊Small上，甚至在封面上也有展示。許多科學(xué)家需要策略來研究個體細(xì)胞(例如干細(xì)胞)數(shù)周的時間。這在專注于藥物測試，基礎(chǔ)疾病研究和細(xì)胞療法開發(fā)的領(lǐng)域中非常重要。
      

      芯片以微小的凝膠捕獲單個細(xì)胞
      

      研究體外個體細(xì)胞的常規(guī)方法包括“捕獲”并在稱為微凝膠的微小水凝膠液滴中培養(yǎng)它們。然而，直到最近，所有在這種受控條件下長時間培養(yǎng)單個細(xì)胞的嘗試都失敗了，因為細(xì)胞在幾天內(nèi)從微凝膠中逃逸出來。到目前為止，這個問題已經(jīng)極大地限制了這種有前景的技術(shù)的潛在應(yīng)用范圍。
      

      特文特大學(xué)MIRA研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)逃逸的細(xì)胞幾乎總是位于微凝膠的邊緣。他們使用高速攝像機(jī)發(fā)現(xiàn)這是由于目前的生產(chǎn)方法。他們通過開發(fā)一種芯片來解決這個問題，該芯片捕獲微凝膠中心的細(xì)胞。這種方法不僅可以防止細(xì)胞逃逸，還可以使細(xì)胞存活率達(dá)到90%以上至少28天。根據(jù)特溫特大學(xué)的研究科學(xué)家Tom Kamperman(他即將捍衛(wèi)他關(guān)于這一主題的博士論文)，這種創(chuàng)新方法是朝著例如改進(jìn)的干細(xì)胞療法或復(fù)雜組織工程邁出的重要一步。
      

      方法
      

      水凝膠主要由水溶脹的聚合物網(wǎng)絡(luò)組成。其結(jié)構(gòu)類似于天然組織，這使得水凝膠非常適合3-D細(xì)胞培養(yǎng)。可以使用例如UV光或?qū)⒏鱾€聚合物交聯(lián)在一起的酶來產(chǎn)生水凝膠。特溫特大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，在液滴仍然形成的同時，不是交聯(lián)聚合物，而是在此之后觸發(fā)這一過程，這種技術(shù)稱為“延遲凝膠化”。這允許細(xì)胞重新定位到水凝膠前體液滴的中心，該液滴還含有聚合物和酶。在細(xì)胞定中后，液滴暴露于過氧化氫，過氧化氫將它們轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的微凝膠。
      

      應(yīng)用
      

      細(xì)胞具有個性。即使在同一組織內(nèi)，每個細(xì)胞對其環(huán)境的影響也會有不同的反應(yīng)。新芯片使單個細(xì)胞(例如干細(xì)胞)能夠在自然的3-D環(huán)境中分離和培養(yǎng)很長一段時間。這使研究人員能夠測試新藥對個體細(xì)胞的影響，從根本上研究疾病，并使細(xì)胞療法更有效。在本研究中，特溫特大學(xué)的研究人員表明，通過改變微凝膠的組成，他們可以將個體干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為特定的細(xì)胞類型，如骨骼或脂肪細(xì)胞。
      

      正如特溫特大學(xué)的研究人員在他們今年早些時候發(fā)表的一篇論文中所表明的那樣，微凝膠也可以用作打印具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組織的構(gòu)件。
      

      使用新芯片，每秒可以產(chǎn)生數(shù)百個微凝膠，每個微凝膠包含一個單獨(dú)的細(xì)胞。雖然這看起來很快，但對于許多臨床應(yīng)用來說仍然太慢。Kamperman指出，“我們目前正在測試一種改進(jìn)的原型，其生產(chǎn)速度要快一千倍。這最終將使這種微凝膠技術(shù)得以臨床轉(zhuǎn)化。”
      
			

			
        
      
			
      
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