JBC:追寻干细胞治疗的“圣杯”

【字体: 时间:2013年02月28日 来源:生物通

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  模拟天然分化过程,也是干细胞治疗领域的圣杯。为此,曼彻斯特大学的研究人员开发了一个网状支架,其上覆盖着长链糖分子。这种支架能够大大增强干细胞定向分化的能力,文章发表在Journal of Biological Chemistry杂志上。

  

生物通报道:科学家们构建了覆盖着糖分子的支架,通过生化和结构信号模拟体内天然环境,大大促进了干细胞的生长和分化。这一成果有助于加速干细胞的临床应用,进一步挖掘了干细胞用于阿尔茨海默症、糖尿病等疾病治疗的巨大潜力。

干细胞具有分化成为任何细胞类型的独特能力,为世界上的许多不治之症带来了治疗希望。现在,科学家们面临的主要问题是,如何促使干细胞转化为特殊细胞类型,以便更好的治疗特定疾病。

为此,曼彻斯特大学的研究人员开发了一个网状支架,其上覆盖着长链糖分子。这种支架能够大大增强干细胞定向分化的能力,文章发表在Journal of Biological Chemistry杂志上。

研究人员利用静电纺丝技术生成了这一支架,创造了模拟机体内天然结构的纤维网。纤维网表面还覆盖着糖分子,这些糖分子保持着一定的结构模式,这对于其功能很重要。当在支架上生长的干细胞“读取”到上述糖分子时,就会受到刺激和增强。该技术尤其有助于干细胞分化为特定神经细胞。

曼彻斯特大学干细胞糖生物学研究小组的Dr Catherine Merry领导了这项研究,她说:“我们用线性的长链糖分子对纤维网进行了改进,这里所用的糖分子在调节干细胞行为中具有基础性的作用。我们希望通过糖分子与纤维网的结合,用生化和结构信号来引导干细胞行为,模拟机体内的天然过程。模拟天然分化过程,也是干细胞治疗领域的圣杯。” 研究显示,糖分子与纤维网的结合,能够帮助干细胞生长,增强干细胞分化为不同细胞类型的能力。

这一成果应用前景广阔,举例来说,可以将这一技术用于组织工程,用这些纤维网支持细胞分化以形成骨、肝脏或者血管。此外,这一技术还为多种疾病治疗带来了新启示,例如多发性骨软骨瘤MOmultiple osteochondroma)。由糖分子生产异常引起的多发性骨软骨瘤是一种罕见的疾病,患者体内会形成大小不等的骨隆起。

研究人员指出,这项跨学科合作的新成果,将帮助人们更好的通过细胞外基质控制干细胞的行为,全面释放干细胞的治疗潜力。

 

(生物通编辑:叶予)

生物通推荐原文摘要:

Immobilization of Heparan Sulfate on Electrospun Meshes to Support Embryonic Stem Cell Culture and Differentiation

As our understanding of what guides the behavior of multi- and pluripotent stem cells deepens, so too does our ability to utilize certain cues to manipulate their behavior and maximize their therapeutic potential. Engineered, biologically functionalized materials have the capacity to influence stem cell behavior through a powerful combination of biological, mechanical, and topographical cues. Here, we present the development of a novel electrospun scaffold, functionalized with glycosaminoglycans (GAGs) ionically immobilized onto the fiber surface. Bound GAGs retained the ability to interact with GAG-binding molecules and, crucially, presented GAG sulfation motifs fundamental to mediating stem cell behavior. Bound GAG proved to be biologically active, rescuing the neural differentiation capacity of heparan sulfate-deficient mouse embryonic stem cells and functioning in concert with FGF4 to facilitate the formation of extensive neural processes across the scaffold surface. The combination of GAGs with electrospun scaffolds creates a biomaterial with potent applicability for the propagation and effective differentiation of pluripotent stem cells.

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