英國《自然·通訊》雜志12日發表的一份報告表示,法國科學家研發了一種可以形成心臟細胞的胚胎干細胞(ESC)磁驅動三維(3D)聚合物。這一成果被視為顯著區別於傳統技術的、可構建細胞3D組織結構的全新方法。
再生醫學是指利用生物學及工程學方法,創造出具備正常結構和功能的組織和器官,替代人體失去的或功能受損的組織器官。而目前,通過單個細胞創造3D組織結構並刺激它們形成特定細胞類型,正是再生醫學的最重要目標之一。
胚胎干細胞具有體外培養無限增殖、自我更新和多向分化的特性——這種從早期胚胎或原始性腺中分離出來的細胞,無論在體外還是體內環境,都能被誘導分化為機體幾乎所有的細胞類型。根據此前已有的大量研究,科學家發現力學因素可以影響干細胞分化,但是到目前為止,許多研究只是集中在2D結構上。
此次,法國國家科學研究中心、巴黎第七大學研究人員克萊爾·韋爾罕姆及同事,報告了胚胎干細胞結構的3D磁組裝以及針對干細胞分化的遠程力學刺激。
研究發現,將氧化鐵納米顆粒融入胚胎干細胞中,即可以制成此類結構。這些細胞一旦磁化后,就能通過磁場對它們進行遠程操控以形成3D聚合物,再通過力學刺激分化成心臟細胞。
研究團隊的實驗表明,在胚胎干細胞中加入磁性氧化鐵粒子,並不會影響其分化成不同類型細胞的活力和能力。
該過程使研究人員能夠在無任何生物化學觸發物的情況下,研究胚胎干細胞的分化情況,被認為代表了一種有別於傳統技術的、制造細胞3D組織結構的新方法。(記者 張夢然)