Tissue Eng Part C:利用三維平臺地誘導干細胞產生不同類型的細胞
--誘導性多能干細胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)有潛力分化為體內任何一種細胞,從而提供一種用于藥物開發和再生醫學的強大工具。但是在實驗室中大規模地誘導這些細胞可靠地選擇一種特定的命運一直都是一個挑戰。如今,來自新加坡A*STAR的一個干細胞研究人員小組開發出一種細胞分化方法:在三維生物反應器中增殖和擴大iPSCs從而地產生神經祖細胞(neural progenitor cell)。
論文通信作者Steve Oh和他的同事們利用他們之前為在三維懸浮系統中的小的固體顆粒表面上培養人胚胎干細胞開發出的一種所謂的微載體平臺開始研究。他們為人iPSCs優化了這種技術,從而證實在每天更換兩次培養基的被稱作攪拌式反應器的攪拌容器中,包被蛋白的圓柱狀微載體能夠導致重編程的干細胞增殖20倍。這種產量比任何其他報道的成批培養這些細胞的系統高得多。
在正常條件下,科學家們不得不在平直的培養皿中費時費力地操縱iPSCs以便形成更加特化的細胞。但是,在這種新的三維平臺下,只需簡單地更換培養基,研究人員就可以高達85%的效率誘導iPSCs變成神經祖細胞。利用這種將細胞增殖和細胞分化整合在一起的過程,每個接種的iPSC能夠產生333個神經祖細胞。作為比較,大多數科學家利用經典的二維組織培養方法只能讓每個初始的干細胞產生53個神經祖細胞。
Oh說,“這種二維方法費時費力,只能獲得10%的產量,而且在不同實驗室之間也是不同的。基于微載體的培養方法為細胞生長提供更加大的表面面積,因而更加多的細胞能夠被加入到這種系統系統來增加集料尺寸和產量。”
Oh和他的同事們也誘導這些神經祖細胞進一步分化為很多不同類型的腦細胞,包括三種主要的神經細胞系:神經元、少突膠質細胞和星形膠質細胞。Oh注意到,在未來,這樣的神經元可能能夠被用來治療帕金森病之類的疾病,而移植少突膠質細胞可能能夠治療脊髓損傷.
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