PNAS：干細胞制造技術的重大突破
日期：2014-04-02 09:27:33
目前，諾丁漢大學的科學家們開發出一種新物質，可以簡化再生醫學這個開創性領域中的細胞治療產品制造。
細胞療法（Cell therapy）是一個令人興奮和迅速發展的醫學領域，全球已批準八項干細胞治療技術。在這個領域中，干細胞有潛力修復慢性疾病和年齡相關疾病中的人體組織功能。但是，要將目前成功的研究成果轉化為實際的產品和治療，所面臨的一個主要問題是：如何大量生產這樣一種復雜的生物材料？
在干細胞生產過程中有兩個不同的階段：增殖（使足夠多的細胞形成大的組織）和分化（把基本的干細胞變成功能性細胞）。這兩個階段所需的物質環境是不同的，到現在為止，還沒有某種可用的單一物質能同時做到這兩點。
目前，諾丁漢大學的多學科研究小組解決了這一雙重需要，他們制備了一種新的干細胞微環境，發現這種環境既能讓細胞進行自我更新，也能使它們演化為心肌細胞。這種材料是一種含兩種聚合物的水凝膠，利用離子交聯將一種可自我更新的水凝膠（藻朊酸鹽）移除，并切換到一種可分化的微環境（膠原蛋白）。調整這個開關的時機，可優先引導HPSC分化，來模仿原腸胚形成到外胚層（早開關）或中胚層/內胚層（晚開關）的細胞系定型（lineage commitment）。作為一個典范分化細胞類型，研究人員表明，利用這個系統檢測早期細胞系特化，可以促進心臟發生，并增加高密度細胞種群的基因表達。
先進藥物釋放和組織工程學教授Kevin Shakesheff稱：“我們的新型水凝膠組合屬于第一。它可讓我們在一個從來沒有獲得過的單一步驟過程中，從人類多能干細胞（HPSC）生產致密的組織結構。這一發現對再生醫學的未來制造業具有重要的意義。這個醫療領域是英國的一個主要優先發展領域，我們看到，有越來越多的資金投入到未來的制造業過程，以保證在HPSC產品和治療進入臨床試驗和成為標準時，我們已經準備好為患者提供真正的治療。”
這項研究，以“Combined hydrogels that switch human pluripotent stem cells from self-renewal to differentiation”為題，發表在2014年3月27日的《PNAS》雜志。
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