如何追踪进入活组织的干细胞(二)

【字体: 时间:2011年09月01日 来源:生物通

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  目前研究人员已经利用先进的成像技术追踪进入动物组织的干细胞,甚至是进入患者体内的干细胞的足迹,其中一些方法依赖于干细胞上的固定标记,还有一些则是遗传标记,能检测细胞是否保持活性,生成蛋白。每一种方法都有其优点和缺点,这主要取决于研究课题,有时还可以结合几种方法,以下是推荐的四种方法,您可以根据其优缺点,选择适合自己的方法。

生物通报道:干细胞能用于传递靶向肿瘤的药物,修复受损大脑,甚至修复破损的心脏(仅文献而言),但是首先,科学家们需要将这些细胞送抵所需的地方,并确保它们能存活下来,完成任务。

要达到这个目的,我们需要能观察到,干细胞到达活体能呼吸的动物中的情况,当然科学家们也可以进行组织切片,通过组织学寻找细胞,但是这只能获得最终状态的图像。

目前研究人员已经利用先进的成像技术追踪进入动物组织的干细胞,甚至是进入患者体内的干细胞的足迹,其中一些方法依赖于干细胞上的固定标记,还有一些则是遗传标记,能检测细胞是否保持活性,生成蛋白。每一种方法都有其优点和缺点,这主要取决于研究课题,有时还可以结合几种方法,以下是推荐的四种方法,您可以根据其优缺点,选择适合自己的方法。

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)

磁共振成像是一种利用人体组织中某种原子核的核磁共振现象,将所得射频信号经过电子计算机处理,重建出人体某一层面的图像的诊断技术。这项技术最开始是在1978年德国的科学家研发的,之后用于临床,主要用途是检测头部,脊柱等处的病变情况,可以获取人脑不同区域的组织结构和功能信息,对于神经外科医生,心理医生了解脑部功能和代谢过程具有重要的意义。

来自斯坦福大学医学院的神经科学专家Marcel Daadi研究组在尝试利用干细胞修复患有帕金森症病患的神经网络,帮助这些病患能自由正常的活动,其中的一个早期步骤就是检测神经干细胞一旦移植到中风(stroke)大鼠大脑中,会如何变化。

为了完成这一分析步骤,研究人员采用了生物发光检测和MRI两种方法来追踪移植入大鼠大脑中的人类神经干细胞。首先研究人员在细胞中添加了微小的磁珠——许多细胞类型都能很容易添加这些超顺磁性氧化铁微粒(superparamagnetic iron oxide,SPIO),用于磁共振成像显示,之后研究人员又利用生物发光成像技术确认干细胞确实存活下来了,并且3个月内就在中风位置定居了下来,核磁共振成像的结果表明移植细胞越多,形成的移植体越大。

这种技术的分辨率是0.01-1.5mm,优点主要是分辨率高,有助于研究人员分析中风的位置,而且MRI用到的SPIO是FDA批准使用的药物,因此可以用于人类。另外一个方面,MRI可以在手术室操作,临床医生能借助这一技术精确找到SPIO标记细胞的位置。

当然这种方法也存在其缺点,比如灵敏度低,以及不能有效的识别细胞的活力,也就是说,死亡几个星期的细胞依然还会干扰分析。而且有时巨噬细胞会吞噬SPIO,导致假阴性。

在实验材料方面,来自安捷伦的全球业务发展经理Rob Robinson推荐,临床前成像可以使用一种9.4 Tesla magnet(Tesla是磁通量密度或磁感应强度的国际单位制导出单位),这样的仪器根据其大小不同,价格大约在150万到300百万美元之间,一些研究所,医院和医学院都有。

而在临床方面,AMAG制药公司(主要产品之一是治疗贫血的药物Feraheme)提供磁性微粒,Miltenyi Biotec公司也有右旋糖酐铁(iron dextran)磁珠,用于细胞分离。除此之外BioPAL和Genovis也推出实验用SPIO,大约200-500美元/2ml。

另外,也可以在目前已有的MRI成像技术上进行改进,比如采用全氟化碳(Perfluorocarbon)微粒,或者MRI其它报告基因。

(生物通:万纹)

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