细胞芯片技术将推动胚胎干细胞研究

【字体: 时间:2004年06月15日 来源:

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生物通快讯:MIT(麻省理工)的一个研究组发明一项新技术,将有望大大增强筛选能诱导人类胚胎干细胞定向分化的生物材料的能力,而干细胞定向分化技术将有助于发展可替换的移植器官,以及一系列组织工程学的应用。

人类胚胎干细胞(hES)具有分化成不同种特化细胞的潜能,但是掌控它们的分化方向就很难。已知有若干种因素能够影响到它们的行为。其中的一种是影响细胞生长的体外物质,这是目前研究的焦点。

“到现在为止还没有一种快速简单的方法分析一种给定的物质是如何影响细胞行为的”,化学和生物医药工程学Germeshausen 教授Robert Langer说。Langer是刊登在6月13日的Nature Biotechnology网络版的研究论文的senior author。

研究组发明的自动化技术能在一个25毫米宽75毫米长的载玻片上存放超过1700个点的生物材料(大约为500种不同材料,每一种都有3个点)。一天之内能够做二十个这样的微矩阵玻片,而后经过紫外光照处理使这些生物材料聚合,从而使每个点变“硬”,为“接种”hES或其它细胞做好准备。研究组分别接种胚胎干细胞和胚胎肌肉细胞进行了实验。每个已“接种”的微矩阵可以被分别置入不同的含有生长因子的培育基进行孵育。研究人员能同时处理数个在不同情况下的微矩阵。

这项技术不仅速度快,而且能够使研究人员同时检测成百上千的不同物质对细胞行为的影响。另外,微矩阵只需要最小数量的细胞、生长因子和培养基的情况下就能工作。这对于人类胚胎干细胞研究来说尤其重要,因为这些细胞很珍贵并且其生长所需的培养基也很昂贵,许多与测试细胞有关的产品例如抗体也很昂贵。

研究人员进行了一次初筛来寻找对促进hES分化成表皮细胞最有效的生物材料。后继实验鉴别了“一系列意料之外的数据显示生物材料对干细胞的效应,将使得研究人员可以在一个新的水平上调控hES细胞行为,这也说明了这一筛选技术的快速和简单易行”,研究组说。研究人员已经建立了一种由人类胚胎干细胞产生大量纯的表皮状细胞的简单方法。表皮细胞有望应用于制造合成皮肤,这对于烧伤外科将有很大的帮助。

 

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