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科学家利用干细胞分化成为脊索细胞来修复受损腰椎间盘
时间:2019-10-29 10:01:23  作者:微微  来源:生物通
科学家一直在试图找到早期的治疗方法来对抗退行性椎间盘疾病,近期在干细胞方面得到了启发。先前的研究表明,人类诱导的多能干细胞(hiPSC)(直接从成年细胞产生)可以表达多种细胞的标记物,包括那些分泌NP的细胞。
  据相关数据统计,成年人的一生,总会遭受到一种或者多种疾病的折磨,在美国,这些疾病让患者付出了870亿美元的医疗费用,且很多患者在治病过程中,还丢失了工作。
  一般久坐于办公室的人群,疾病高发的部位就是颈部和背部,当长时间久坐得不到运动时,椎间盘超负荷工作,极易引起椎间盘破裂。椎间盘拥有类似甜甜圈一样的结构,由一种称为髓核的组织构成。髓核会随着年龄的增长而退化,导致椎间盘变形并塌陷,从而导致疼痛以及其他问题。
  科学家一直在试图找到早期的治疗方法来对抗退行性椎间盘疾病,近期在干细胞方面得到了启发。先前的研究表明,人类诱导的多能干细胞(hiPSC)(直接从成年细胞产生)可以表达多种细胞的标记物,包括那些分泌NP的细胞。
  现在,圣路易斯华盛顿大学的一个科学家合作团队开发了一种从hiPSC产生NP样细胞的新工艺,这一工艺可以追溯到最开始模仿胚胎发育的过程。
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  “我们在开始实验之前首先要做的是研究发育生物学,”露西和斯坦利·洛帕塔(Lucy&Stanley Lopata)生物医学工程杰出教授,工程与应用科学学院生物医学工程系主任洛里·塞顿(Lori Setton)说。“与这项特定研究不同,我们创建了一种分化协议来模拟胚胎发育。”
  在过去的项目中,科学家试图从干细胞中衍生出各种类型的分化细胞,例如骨骼,组织,神经或脂肪。直接从hiPSC。塞顿和她的小组,设计了一系列步骤用来生产出最早形成的胚胎结构,即脊索。在人类中,脊索是一种软骨样的杆,在体外发育过程中会变成脊柱。
  塞顿说:“我们知道椎间盘源于脊索。”“我们决定回到起点,看看是否可以将干细胞转化为脊索细胞。
  Setton的的研究小组与圣路易斯华盛顿大学医学院骨科外科教授,Shriners Hospitals的研究主任Farshid Guilak合作,他们完成了脊索期的相关研究之后才进入椎间盘期研究。
  Setton的的实验室将hiPSC暴露于多种不同的生长因子和培养基中,以诱使它们成为先发育的标志物,然后完全形成脊索细胞。一旦科学家获得了脊索细胞,他们就会使用类似的化学暴露过程将其发展为NP型细胞。实验室使用荧光细胞成像追踪分化过程,该过程在每个步骤中测试必要的标记。他们的研究最近发表在《干细胞研究与治疗》杂志上。
  塞顿说:“您可以将其视为推挽式。”“您可以向一个方向推动它,但也必须从另一个方向拉它。我可以将其推向神经,但必须将其拉成骨头。我们不知道哪种组合会奏效。就像在厨房做饭一样,您必须在肉汁中添加一些东西。我们花了很长时间才弄清楚那个完美的食谱。但现在我们做到了,这是非常可重要的。”
  再生医学网认为,腰椎间盘疾病作为一种危害性极大的疾病,给患者的正常生活带来很多不便,目前现有的治疗手段无法彻底治愈腰椎间盘疾病。科学家将目光放到干细胞上,有望为腰椎间盘疾病带来新的治疗策略。
关键字:多能干细胞
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