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加减水即可调控干细胞发育

日期: 2017-10-13
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据物理学家组织网报道,美国研究人员在最新一期《美国国家科学院院刊》发表论文称,通过加减含水量这种简单方式,他们能改变干细胞发育过程,获得想要的细胞类型。

长久以来,研究人员普遍认为,干细胞发育成何种功能的细胞,完全取决于周围细胞的影响,并根据这一思路对干细胞进行研究。而这次由麻省理工学院机械工程系副教授郭明(音译)领导的研究,首次认识到细胞体积和含水量对细胞性质和功能的重要影响,并提出调节干细胞发育的全新方法。

在细胞发育周期中,细胞体积会因内部蛋白质、DNA和其他物质的微量变化而发生改变。郭明团队最开始只想研究这些体积改变对细胞功能的影响,结果却发现,在吸收和排出水的过程中,细胞的体积和密度会快速发生巨变,其基因表达和硬度等也随之改变。

研究人员分别以水凝胶和玻璃作为底物进行了实验。当使用水凝胶为底物时,放在其上的干细胞大部分会在一周后发育成骨前体细胞,去掉部分水分,让干细胞体积缩小20%变硬后,干细胞发育成骨前体细胞的数量会最多。而使用玻璃为底物时,干细胞会更多地发育成脂肪细胞前体,加水让细胞体积增加20%变软,形成的脂肪细胞最多。

干细胞能分化成不同类型的特定细胞,可修复或取代受损组织和器官,治疗各种不同的病变。郭明表示,新研究首次证明,通过加减含水量能改变干细胞的体积,进而改变其硬度和发育方向,这对调控干细胞发育具有重要意义,最终可帮助研究人员开发出新型干细胞疗法。


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