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帕金森、老年痴獃,幹細胞怎麼治最好?Nature出新招

帕金森、老年痴獃,幹細胞怎麼治最好?Nature出新招

每當談到與幹細胞治療相關的臨床試驗時,就會有人問幹細胞什麼時候能治療帕金森、阿爾茲海默症等。7月10日,《Nature Communications》雜誌上的一項新研究帶來了好消息,科學家們開發出了一種突破性材料,將來有望幫助脊髓損傷、帕金森、阿爾茲海默症、關節炎以及其他需要組織再生的疾病患者得到更好的幹細胞治療。

操縱細胞,讓患者有更好的治療

人體內細胞常常受蛋白質以及周圍基質中的分子等多種指令所暗示,這些指令可以提示細胞表達特定的基因,使它們增殖或分化成幾種類型的細胞,以促進組織的生長和再生。科學家們想,是否有一種方法可以讓這種信號停止,但在需要時能重新開啟,或者關閉一個信號,激活另一個信號來編排其他複雜的過程。

從這一點出發,科學家們開發了一種能夠可逆地觸發動態信號的人工材料,不僅可以將幹細胞調控成更有效的再生醫學治療方法,還使科學家們能夠在實驗室中探索和發現控制細胞命運及功能的新方法。

最初被歸類為「神經球結構」的脊髓神經幹細胞,可以通過信號來驅動發展和分化,但當這個信號被切斷,細胞就會自發地歸類到集群中。 在這項研究中,科研人員認為可以使用這種合成材料來為神經幹細胞的增殖提供信號,然後在特定的時間中由操作人員將它們分化成為神經元,再根據需要將幹細胞調回至增殖狀態。

他們認為,使用這種新技術來操縱細胞有助於治療帕金森患者,該技術有助於將患者自身的皮膚細胞轉化為幹細胞,還有助於在體外擴增新轉化的幹細胞,然後將其分化為產生多巴胺的神經元,再移植到患者身上。

「一開一關」,讓細胞為我所用

這項研究中的新材料使用不同的DNA鏈進行化學修飾,每種修飾都是為了向細胞顯示不同的信號而設計。為了激活這些信號,研究人員將含有與肽偶聯的互補DNA鏈的可溶性分子添加到新材料上,創建了能夠顯示信號的DNA雙螺旋。通過加入幾滴DNA-肽綴合物,就能夠產生更多的幹細胞。

提供動態智能材料的這種方法,將材料表面暴露於可溶的單鏈DNA分子中,這些DNA分子被設計用來「捕獲」含有雙股鏈的信號以及形成新的DNA雙螺旋,生成的新雙股鏈不再附著在材料表面而是被沖刷走,從而關閉了生物信號。要把信號恢復,所需要的就是一種能夠導向信號的單鏈DNA新拷貝,它可以添加到材料表面。

研究人員說,「人們想要的細胞療法,是利用自己的幹細胞來再生組織。原則上,這最終是有可能的,但需要一個有效的程序來擴展和分化細胞才能實現。我們的技術有助於實現這個目標。」

目前這個試驗還只是在體外開展,未來有可能在體內執行。他們認為,攜帶這種新材料的幹細胞最終將被應用至臨床,通過注射到特定的部位,這些可溶性分子能控制移植細胞的增殖和分化。

展望

這幾年,隨著幹細胞技術的深入研究,幹細胞治療帕金森等神經退行性疾病有了新的進展。今年4月11日,首批衛計委正式備案的幹細胞臨床研究項目正式啟動,其中一項就與帕金森治療相關——人胚胎幹細胞來源的神經前體細胞治療帕金森病。 幹細胞臨床研究的開展,將為帕金森治療帶來曙光。隨著幹細胞研究的突破性成果陸續輸出,越來越多的難治性疾病將翻開新篇章。

參考文獻:

Instructing cells with programmable peptide DNA hybrids . DOI:10.1038/ncomms15982

作者:Dr.韋

博雅幹細胞綜合發布

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