帮助血细胞放射治疗后再生; 方法增强干细胞分化为成熟的血细胞类型, 可以帮助白血病和淋巴瘤患者.
血液癌症如白血病和淋巴瘤患者常常被照射的骨髓破坏病变细胞治疗. 处理后, 病人容易被感染和疲劳,直到新的血细胞长出来的.
现在麻省理工学院的研究人员已经发明了一种方法,以帮助血液细胞的再生速度更快. 他们的方法涉及刺激特定类型的干细胞的分泌生长因子的前体帮助细胞分化为成熟的血细胞.
使用已知为mechanopriming的技术, 研究人员增长间充质干细胞 (间充质干) 上的表面,其机械性能非常类似于骨髓. 这诱导细胞产生特殊的因素,有助于造血干细胞和祖细胞 (的HSPC) 分化成红,白血细胞, 以及血小板和其他的血细胞.
“你可以想想它像你想培育植物,“说Krystyn凡弗利特, 材料科学与工程的迈克尔和索尼娅·柯纳教授, 生物工程教授, 和协理. “的的MSC进来和改良土壤,使祖细胞可以开始增殖并分化为你赖以生存的血细胞谱系”。
在小鼠的研究, 研究人员表明,专门种植的MSC帮助动物骨髓照射更迅速地恢复.
凡弗利特是这项研究的资深作者, 它出现在十月. 24 该杂志的问题 干细胞研究和治疗. 该论文的主要作者是麻省理工学院最近收件人博士弗朗西丝·刘. 其他作者是新加坡 - 麻省理工学院联盟研究和技术 (聪明) 博士后谭金伯利, 最近麻省理工学院博士学位收件人Novalia Pishesha, 和前SMART博士后潘志勇, 现在在新加坡中央医院.
细胞药物工厂
的MSC在整个身体产生并可分化为各种组织的, 包括骨, 软骨, 肌肉, 和脂肪. 他们还可以分泌,帮助其他类型的干细胞分化成成熟细胞的蛋白质.
“它们就像毒品工厂,“凡弗利特说. “他们可以成为组织细胞谱系, 但他们也抽出了很多的改变造血干细胞在工作的环境因素“。
当癌症患者接受干细胞移植, 他们通常只接收HPSCs, 它可以成为血细胞. 凡弗利特的研究小组先前已表明,当老鼠也给出的MSCs, 他们恢复较快. 然而, 在MSC的特定人群, 通常只有约 20 %的产生所需要刺激血细胞生长和骨髓恢复的因素.
“留给自己的设备在当前国家的最先进的文化环境, 间充质干成了异类,他们都表达多种因素,“凡弗利特说.
在早先的研究, 凡弗利特和她的同事们SMART表明,她可以排序与能够识别特殊的微流体装置的MSCs 20 百分之促进血液细胞生长. 然而, 她和她的学生们想找到一个方式来刺激的MSCs的整个人口产生必要的因素,以提高对.
要做到这一点, 他们首先要了解哪些因素是最重要的. 他们指出,虽然许多因素导致血细胞分化, 一个叫骨桥蛋白的分泌最高度与利用MSC治疗的小鼠中更好的生存率相关.
然后,研究人员探讨了“mechanopriming”的细胞,使他们产生更多的必要因素,这个想法. 在过去的十年, 凡弗利特和其他研究人员已经表明,更改该干细胞生长可以影响它们分化成成熟细胞类型的表面的机械特性. 然而, 在这个研究中, 首次, 她发现,机械性能也可能会影响干细胞承诺特定组织的细胞谱系之前分泌的因素.
平时, 从人体取出干细胞生长在玻璃或塑料硬的平片. MIT的研究小组决定尝试使细胞生长在聚合物称为PDMS并改变其机械性能看,将如何影响细胞. 他们设计了两个其刚度和其粘度变化的材料, 这是的材料如何迅速伸展的量度,当施加应力.
研究人员发现,生长在与机械特性最相似的骨髓产生的诱导HPSPCs必要的因素的最大编号,以分化成成熟血细胞的MSC材料.
更好的恢复
接着,研究人员通过植入它们变成有过自己的骨髓照射小鼠中测试其专门种植的MSC. 即使他们没有任何植入的HSPC, 这种治疗方法迅速重新填充动物的血细胞,帮助他们更快地恢复比利用MSC治疗的小鼠生长在传统的玻璃表面. 它们还比回收与由微流体排序装置中选定的因子产生的MSC治疗的小鼠更快.
“老鼠研究,放射治疗的常用型号杀死癌细胞在诊所. 然而, 这些疗法都是极具破坏性和摧毁也是健康的细胞,以及,”刘说:. “我们mechanoprimed的MSC可以帮助更好地支持和重新生成这些健康的骨髓细胞在这些小鼠模型更快, 我们希望同样的结果将转化为人类。”
“龙虎斗间充质干细胞的mechanopriming如何可以被利用来提高造血功能恢复是一个巨大的医学意义,”中提琴沃格尔说:, 卫生科学系的技术苏黎世理工学院的椅子, 谁没有参与这项研究. “这也揭示光到如何利用他们的做法或许采取其他细胞亚群在未来治疗应用的优势。”
凡弗利特的实验室目前正在开发中的MSC和的HSPC的联合治疗,可以在人体进行测试,希望进行更多的动物实验研究.
“你不能用了很长的低血细胞计数生存,“ 她说. “如果你能得到您的全血细胞计数正常水平快, 你有恢复的速度好得多的预后“。
研究人员还希望对研究mechanopriming能否诱导MSCs产生会刺激更多的细胞类型的发展,可能是用于治疗其他疾病不同的因素.
“你可以想象,通过改变他们的文化环境, 包括他们的力学环境, 间充质干可用于政府指定其他几种疾病,”比如帕金森氏症, 类风湿关节炎, 和别的, 凡弗利特说.
这项研究是由新加坡 - 麻省理工学院联盟的研究和技术的生物系统和细观跨学科研究小组资助 (聪明), 通过新加坡国家研究基金会, 和美国国立卫生研究院.
资源:
HTTP://news.mit.edu, 安妮特拉夫顿
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