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科技日報：新方法能控製幹細胞按需分化
幹細胞非常易變，它會成什麼器官或組織一直讓科學家琢磨不定。據美國物理學家組織網8月28日報道，最近，在美國化學學會第242屆國際學術研討會暨展覽會上，科學家們彙報了一種先進的細胞培養表麵，有助於科學家控製幹細胞的發育方向。該研究為再生醫學領域提供了一種先進方法，以此培養的器官和組織可用於移植和治療疾病。
多能性人類胚胎幹細胞是從胚胎衍生而來的細胞，具有發育成上百種細胞的可能。培養係統具有某種“不確定性”，不同批次的小鼠細胞可能出現多種變化，而控製它們的分化方向是幹細胞醫療應用研究中的一大障礙。以前的方法是添加調控生長的物質，但這可能會給細胞帶來無法預料的傷害。
美國威斯康辛大學化學係的勞拉·L·基斯林博士在報告會上表示，幹細胞在再生醫學、新藥開發、生物醫療前沿中都有很大潛力，但要開發這種潛力必須克服兩個難題：第一，找到能在實驗室培養繁殖人類幹細胞的方法；第二，控製幹細胞按需分化，生長為心髒、大腦等任意類型的細胞。新方法在解決這些問題方麵取得了良好效果。
基斯林和同事人工合成出一種純化學培養基麵，其外層表麵與不同的多肽（構成蛋白質的基本單位）相對應，能大大降低幹細胞發育方向的不確定性。這種純化學的培養基麵能對細胞的“信號”路徑施加一種控製。“信號”是細胞內分子之間互相通訊的方式，比如告知免疫細胞準備抵抗外來感染，或告知胰腺細胞機體需要更多胰島素等等。通過控製幹細胞內部的分子通訊，研究人員能告知幹細胞發育成某種特定的細胞。
為了測試這種純化學培養基麵改變信號的能力，研究人員還用β轉化生長因子（β-TGF，能控製細胞從生長到毀滅的多種功能活性）對癌細胞進行了測試，實驗結果表明，這種培養基麵可以促進傷口愈合。基斯林解釋說，β-TGF雖然有助於傷口愈合，但如果它接觸到健康皮膚，會造成皮膚發炎。而通過這種培養基麵，比如設計一種繃帶，隻在身體局部集中某種特殊的多肽，可讓β-TGF隻集中在傷口部位。
基斯林認為，要通過組織工程培養出替代器官，人們必須能操控細胞的發展方向。設計多套與各種多肽對應的培養表麵，就能引導胚胎幹細胞按照需要進行分化。這種培養表麵讓實驗室製造器官和組織更加容易，是一種更先進的幹細胞生產方法。
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