人類多能干細胞(hPSCs)能夠自我更新并轉換成為體內其他任何類型的細胞,使其成為細胞移植療法、**開發、細胞分化和發育研究的一種很有前途的材料來源。然而,眾所周知,干細胞是很難維持和培養。像所有的真核細胞一樣,它們對養分的有效性、pH值、溫度、氧氣和二氧化碳的含量都很敏感,而且它們也易于分化,留給研究人員的細胞往往不同于他們打算在實驗中使用的細胞。在國際干細胞領域, hESCs的培養方案已經初步規范化并且隨著hESCs 的自我更新和分化調控機制上新發現的不斷涌現, 細胞維持方案也在隨之發展和改進。
過去十年來,科學家們開發了各種各樣的hPSC培養方法。2014年5月,巴西的一個研究小組,使用人經血間充質細胞(menstrual blood-derived mesenchymal cells,MBMCs)作為飼養層細胞,他們發現,MBMCs可以取代動物來源的飼養系統,用于培養人類胚胎干細胞,并能夠使它們成長在一個未分化的階段,這一研究結果發表在《Cell Medicine》雜志(一種新的人胚胎干細胞培養方法)。2014年12月,美國NIH的科學家在《Cell Stem Cell》雜志發表綜述,對不同培養方法和培養成分進行了比較,分析了它們的優點和劣勢。此外,文章還探討了hPSC培養的注意事項、面臨的挑戰和未來的方向,以便人們能夠更好的擴增、分化和使用hPSC。
2015年初,斯克里普斯研究所(TSRI)和加州大學(UC)圣迭戈醫學院的研究人員帶領的一項新研究表明,某些特定干細胞培養方法與DNA突變增加有關。這項研究為研究人員指出了更**和更可靠的干細胞培養方法,來****和損傷。相關研究結果發表在二月二十五日的《PLOS ONE》雜志(更**的干細胞培養新方法)。但是,也有研究發出了不同的聲音,2015年5月,美國德克薩斯大學El Paso分校和日本理化學研究所(RIKEN)合作進行的一項新研究,對長期持有的觀念——“飼養細胞為干細胞生長提供必要的營養物質并防止細胞分化”,提出了一些質疑。這項研究結果發表在英國**化學學會知名期刊《Journal of Materials Chemistry B》,本文作者在一份新聞稿中指出:“我們已經證明了一種重要的現象。這些飼養層細胞——很難生長,對于干細胞生長來說,可能根本并不重要。
” 2016年伊始,來自德國亥姆霍茲協會Max Delbrück分子醫學中心(MDC)的科學家們,又提出了一種方法,在細胞培養物中檢測這樣的多能干細胞,并在實驗室中有效地保存它們。
本研究**作者Zsuzsanna Izsvák指出:“有了我們這種方法,世界各地的研究人員就有可能獲得這些令人垂涎的干細胞,并用它們開發**的**方法。”她帶領的研究小組,與來自英國巴斯大學和德國Paul Ehrlich研究所的同事一起,將這一操作流程發表在*近的《Nature Protocols》雜志(DOI:nprot。2016.016)。
科學家希望,在將來,我們用多能干細胞,在理論上可以培育出每一種組織,有望能**各種**。與小鼠形成對照,在實驗中從胚胎移除的人類干細胞,會迅速失去其原來的狀態,Izsvák解釋說:“初始干細胞通常占整個細胞培養物的不到百分之五。”因此,她和同事們想出了一個絕招,來分離這些細胞,并使它們的多能性能夠保持更長的時間。
在2014年底,研究人員就已經在《Nature》雜志提出了他們的方法論原則。當時,他們找到一段名為HERVH的序列,它在原始干細胞的遺傳物質中是活躍的。使用一個報告基因——已經連接于一個熒光蛋白,研究人員能夠使HERVH保持在活躍的狀態,并同時檢測到保留了多能性的細胞。
Izsvák指出,這種方法不僅適用于胚胎干細胞,而且也適用于誘導多能干細胞。從倫理上說,這些iPS細胞被認為是胚胎干細胞的一個中性替代,因為它們是取自**的人工再生的成熟細胞。