新技術可以促進干細胞研究

間充質干細胞、免疫細胞、外泌體源頭實驗室

新技術可以促進干細胞研究

新技術可以促進干細胞研究
羅格斯大學 – 新不倫瑞克省開發的納米技術可以促進干細胞移植研究,這可能有助于阿爾茨海默病,帕金森病,其他神經退行性疾病和中樞神經系統損傷的人們。
根據ACS Nano雜志的一項研究,納米技術平臺使用特殊的微型桿進行傳感,使研究人員能夠確認人類干細胞命運及其生物標志物或生物分子的身份,而不會破壞它們。這是干細胞臨床前研究中的一個主要問題,因為它限制了進一步的分析和生物醫學應用。

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干細胞可以發育成許多不同類型的細胞,包括在大腦中傳遞信息的神經元。根據美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)的數據,成人人類多能干細胞(類似于胚胎干細胞)可用于開發藥物和模擬疾病。
雖然干細胞具有治療神經退行性疾病和中樞神經系統損傷的巨大潛力,但控制和表征它們的命運是在它們作為治療方法可以充分實現之前需要解決的關鍵問題。目前用于表征干細胞生物標志物的方法破壞了細胞活動和功能,這使得難以進行可能導致生物醫學應用的更確定的研究。
利用納米技術平臺,科學家通過表征下一代稱為外泌體的生物標志物成功地監測人類干細胞神經元的產生 – 細胞釋放的微小顆粒在細胞間通訊中發揮關鍵作用。科學家們將進一步研究此技術在其他應用中的多功能性,例如在臨床環境中檢測神經元。

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PS:介紹一下外泌體哈!

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外泌體
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外泌體(exosomes)是一種能被機體內大多數細胞分泌的微小膜泡,具有脂質雙層膜,直徑大約為?30-150 nm。外泌體廣泛存在并分布于各種體液中,攜帶和傳遞重要的信號分子,形成了一種全新的細胞-細胞間信息傳遞系統,影響細胞的生理狀態并與多種疾病的發生與進程密切相關。

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目前的主流觀點認為,外泌體的產生過程為:細胞膜內陷,形成內體(endosome),再形成多泡體(multivesicular bodies,MVB),最后分泌到胞外成為外泌體。外泌體中攜帶有母細胞的多種蛋白質、脂類、DNA和RNA等重要信息。
外泌體最早見于1981年,EG Trams?等在體外培養的綿羊紅細胞上清液中發現了有膜結構的小囊泡,并命名為?exosome。對于外泌體的作用,當時推測為細胞排泄廢物的一種方式。
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1996G Raposo?等發現類似于B 淋巴細胞的免疫細胞也會分泌抗原呈遞外泌體(antigen presenting vesicle),所分泌的外泌體可以直接刺激效應CD4+?細胞的抗腫瘤反應。2007?年H Valadi?等進一步發現細胞之間可以通過外泌體中RNA?交換遺傳物質。隨著有關外泌體研究越來越多,研究者發現它廣泛參與了機體免疫應答、抗原呈遞、細胞分化、腫瘤生長侵襲等各種生物過程中。

幾乎所有類型的細胞都可以分泌外泌體,同時外泌體也廣泛存在于體液中,包括血液、眼淚、尿液、唾液、乳汁、腹水等。目前研究發現外泌體中富含核酸(microRNA、lncRNA、circRNA、mRNA、tRNA等)、蛋白、膽固醇等。外泌體的表面marker主要有CD63、CD81、CD9、TSG101、HSP27等。

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目前對于外泌體的鑒定主要有四種方法:透射電子顯微鏡(TEM)Nanosight、WesternBlot、流式細胞術。

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最近的研究發現外泌體在很多生理病理上起著重要的作用,如免疫中抗原呈遞、腫瘤的生長與遷移、組織損傷的修復等。不同細胞分泌的外泌體具有不用的組成成分和功能,可作為疾病診斷的生物標志物。外泌體具有脂質雙層膜結構,能很好的保護其包被的物質,且能靶向特定細胞或組織,因此是一種很好靶向給藥系統(targeted delivery system)。

外泌體作為一個新型的研究熱點,越來越受到人們的關注,由于它在體內存在的廣泛性和獲取的便捷性,已經成為了疾病診斷治療的潛在有效方式,在生物醫學發展上有著光明的前景。

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參考文獻:

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EG Trams, CJ Lauter, N Salem, et al. Exfoliation of membrane ecto-enzymes in the form of micro-vesicles [J]. Biochim Biophys Acta, 1981, 645: 63-70.

G Raposo, HW Nijman, W Stoorvogel, et al. B lymphocytes secrete antigen-presenting vesicles [J]. J Exp Med, 1996, 183(3): 1161.?

Valadi H, Ekstr?m K, Bossios A, et al. Exosome-mediatedtransferofmRNAsandmicroRNAsisanovelmechanismofgeneticexchangebetweencells [J]. Nat Cell Biol, 2007, 9(6): 654-659.

Ibrahim A, Marbán E. Exosomes: Fundamental Biology and Roles in Cardiovascular Physiology [J]. Annual Review of Physiology, 2016, 78(1): 67-83.

Bang C, Batkai S, Dangwal S, et al. Cardiac fibroblast-derived microRNA passenger strand-enriched exosomes mediate cardiomyocyte hypertrophy [J]. Journal of Clinical Investigation, 2014, 124(5):2136-46.

歐易生物外泌體專欄

http://www.bio1000.com/tags/1529044.html

外泌體的維基百科介紹:https://en.wikipedia.org/wiki/Exosome_%28vesicle%29

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