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      研究人員開發(fā)了一種更精確 更可控的干細胞工程組織方法
      
			
      
				2018-12-28 11:06:20
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      沒有什么比自然更好了。構(gòu)成人體的多種多樣的細胞和組織就是證據(jù)。我們每個人都以大量相同的，未分化的細胞開始，并且由于信號和力量的結(jié)合，每個細胞通過選擇發(fā)育途徑并繁殖成成為我們的心臟，大腦，頭發(fā)，骨骼或血液的組織來響應。 。研究人類胚胎干細胞的一個主要前景是了解這些過程并將這些知識應用于組織工程。
      

      研究人員開發(fā)了一種更精確 更可控的干細胞工程組織方法
      

      加州大學圣塔芭芭拉分校化學與生物化學，分子，細胞和發(fā)育生物學系的研究人員已經(jīng)采用一種利用光學三維培養(yǎng)胚胎干細胞的方法，向解開組織形態(tài)的秘密邁進了一步。“用我們的方法進行的重要發(fā)展是，我們對哪個細胞 - 甚至是細胞的一部分 - 被激發(fā)來區(qū)分特定的基因途徑進行了良好的時空控制，”主要作者肖黃說，他將這項研究作為博士學位進行了研究。 UCSB的學生，現(xiàn)在是加州大學舊金山分校德賽實驗室的博士后學者。題為“3D培養(yǎng)的人胚胎干細胞的光圖案RNA干擾”的研究發(fā)表在Advanced Materials雜志第48卷第28期。
      

      與光遺傳學領域的其他工作類似 - 光遺傳學主要關(guān)注生物體內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病和活動，從而深入了解帕金森病和藥物成癮等疾病和病癥 - 這種新方法依賴于光來控制基因表達。
      

      研究人員使用了一種空心金納米殼的組合，這些金屬納米殼附著在小分子合成RNA(siRNA)上 - 一種在基因調(diào)控中發(fā)揮重要作用的分子 - 和熱可逆水凝膠作為干細胞培養(yǎng)的3D支架，以及不可見，接近 - 紅外(NIR)燈。Huang解釋說，NIR燈是在實驗室中創(chuàng)建三維文化的理想選擇。
      

      “當樣品變厚時，近紅外光具有更好的組織穿透性，”他解釋說。除了增強穿透深度達10厘米之外，光線還可以緊密聚焦到特定區(qū)域。用光照射從樣品中的納米殼釋放RNA分子并啟動基因沉默活性，其敲除細胞簇中的綠色熒光蛋白基因。實驗還表明，受照射的細胞以與未處理對照樣品相同的速率生長; 經(jīng)處理的細胞在照射后表現(xiàn)出不變的活力。
      

      當然，培養(yǎng)由相關(guān)但不同的細胞類型組成的組織是比敲除單個基因更復雜的過程。
      

      “這是一個精心策劃的流程音樂會，”共同作者和研究生Demosthenes Morales說，描述了人類胚胎干細胞成為特定組織和器官的過程。“事情正在被打開并關(guān)閉。” 他解釋說，擾亂該系統(tǒng)的一個方面，沿著細胞的發(fā)育途徑引發(fā)了一系列行動，其中大部分仍未知。
      

      “我們對時空控制非常感興趣的一個原因是因為這些細胞在生長和發(fā)育時并不總是以相同的方式進行通信，”莫拉萊斯說，并解釋說，由此產(chǎn)??生的過程以不同的速度發(fā)生，偶爾重疊。“因此能夠控制哪種細胞分化成哪種細胞類型將有助于我們控制組織形成的溝通，”他補充說。
      

      通過該方法提供的對細胞發(fā)育的精細控制還允許來自胚胎干細胞的組織和器官的三維培養(yǎng)用于多種應用。工程化組織可用于治療目的，包括由于損傷或疾病而被破壞的器官和組織的替代物。它們可用于深入了解身體對毒素和治療劑的反應。
      
			

			
        
      
			
      
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