《自然—纳米技术》报道了一种可用来追踪小鼠肺部中单个干细胞活动的方法。该方法利用荧光纳米钻石标记干细胞,能够实时监测其在宿主体内的迁移、增殖和分化行为。这或许能帮助我们了解那些对移植干细胞相容性以及其在宿主体内再生能力有决定作用的因素,为干细胞疗法的优化提供关键依据。
干细胞疗法具有让组织获得修复和再生的潜能,但被植入细胞有可能发生排斥、转移或者死亡。追踪活体内的干细胞能够帮助人们深入了解这些细胞在进入宿主体内后的活动情况,包括它们如何响应微环境信号、如何归巢至损伤部位以及如何参与组织修复。传统的追踪方法如荧光蛋白或放射性标记存在光漂白、毒性或信号衰减等局限,而纳米钻石因其光稳定性好、生物相容性高且无毒性,成为理想的长期追踪工具。
Huan-Cheng Chang等人用荧光纳米钻石给肺部干细胞做好标记,然后将其移植入肺部损伤的小鼠体内。他们发现不只受损肺部细胞能够快速恢复,而且单个干细胞的吸收与再生活动也能被追踪到。具体而言,纳米钻石的荧光信号在体内可持续数周,通过高分辨率成像可清晰分辨每个标记细胞的位置和形态变化。研究还观察到,移植的干细胞优先聚集在肺泡损伤区域,并分化为肺泡上皮细胞,从而促进肺功能恢复。这一技术为评估干细胞疗法的安全性和有效性提供了前所未有的精度,未来有望应用于其他组织再生研究。