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纳米粒子系统推进干细胞培养技术

<p>在mESCs上靶向激活LIF受体(LIF-R,绿色)的示意图在纳米颗粒上识别SSEA-1(黑色)的SSEA-1(黑色)抗体在纳米颗粒降解过程中释放(红色)LIF激活LIF-R通过包装白血病抑制因子(LIF)生物可降解纳米粒子内,科学家们开发了一种基于纳米粒子的系统,可以为培养中的干细胞提供生长因子,与使用基于纳米粒子的传递系统相比,使用低于10,000倍的低剂量LIF进行细胞集落生长</p><p>生长培养基中的可溶性LIF干细胞 - 有可能发育成不同类型细胞的非特化细胞 - 在医学研究中发挥重要作用在生物体生长的胚胎阶段,干细胞发育成专门的心脏,肺和皮肤细胞等;在成人中,他们可以充当修复者,替代已经受伤,疾病或仅仅年龄损害的细胞鉴于他们在未来治疗疾病方面的巨大潜力,实验室中干细胞的研究和生长是普遍且关键的但是在成长培养中的细胞提出了许多挑战,包括不断需要补充培养基以支持所需的细胞生长Tarek Fahmy,生物医学工程与化学与环境工程副教授及其同事开发了一种基于纳米粒子的系统来提供生长因子培养中的干细胞这些生长因子直接影响干细胞的生长及其向特定细胞类型的分化,通常以每天交换的培养基提供</p><p>使用研究人员的新方法,这将不再是必要的“无论其规模或性质如何,目前实践中的所有细胞培养系统通常都提供外源生物通过直接添加到培养基中的活性因子,“爱丁堡大学研究员和联合PI的Paul de Sousa说道</p><p>通过这种方法,他解释说,”成本是一个问题,特别是在长期培养和有一个问题时需要复杂的混合因子来扩大或直接将细胞分化到一个特定的终点“de Sousa说,第二个问题是特异性:通过直接添加到培养基中提供的生长因子可以导致不需要的细胞群的生长,最终可能与所需细胞类型的增长竞争“提高干细胞培养效率的相对未开发的策略是将生物可降解微粒或纳米粒子中的关键生物活性因子与目标细胞类型相关联,”de Sousa解释说, “从而实现空间和时间控制的局部'旁分泌'刺激细胞”Fahmy和他的同事包装白血病抑制因子在可生物降解的纳米粒子内部支持干细胞生长和活力纳米粒子通过附着抗体 - 一种特异于抗原的抗体 - 在培养物中生长的小鼠胚胎干细胞表面上进行“靶向”</p><p>结果,纳米粒子靶向并附着自身干细胞,确保直接递送内部包装的生物活性因子研究人员之前已经证明了这种方法在药物输送和疫苗接种中的潜在用途,包括靶向递送白细胞抑制因子(LIF),可以预防某些类型的白细胞来自迁移,以便定期免疫反应在干细胞培养中,LIF也是保持细胞存活所需的关键因素,让它们保持发育成特殊类型细胞的能力在这项研究中,Fahmy和他的同事将LIF纳入可生物降解的纳米粒子用于缓释释放到培养的干细胞中他们的结果显示与使用生长培养基中使用可溶性LIF的传统方法相比,当使用基于纳米颗粒的递送系统时,具有低10,000倍LIF剂量的LIF细胞集落生长虽然使用传统生长培养基方法维持的干细胞培养消耗多达25一天内纳米LIF-培养5周后约875纳克 - 使用纳米颗粒递送系统仅需要005总纳克LIF即可达到相同的生长水平,所需材料显着减少下一步是将这些系统与人体细胞一起用于指导它们分化为造血细胞 - 血液制品 这种能力的临床和工业翻译需要有效且经济有效的细胞制造策略原则上,这种方法提供了生产标准化或个性化定制细胞的方法,以克服与献血产品相关的挑战Bruna Corradettia,Paz Freilea,Steve Pellsa,Pierre Bagnaninchia ,Jason Park,Tarek M Fahmy,Paul A de Sousaa Paracrine发生在亲和靶向纳米粒子介导的胚胎干细胞更新事件中的生物材料研究发表在Journal Biomaterials:“由亲和靶向纳米粒子介导的胚胎干细胞更新中的旁分泌信号事件”来源:耶鲁大学工程与应用科学学院;耶鲁新闻图片:

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