科学家利用磁力引导干细胞靶向迁移
时间:2013-07-23 09:37 来源:科技日报 作者:常丽君 点击:次
据物理学家组织网报道,美国埃默里大学和佐治亚理工大学的研究人员合作,成功证明让干细胞携带氧化铁纳米粒子,通过静脉注射到小鼠体内后,利用外部磁铁可以吸引这些细胞到达身体特定位置。相关论文即将发表在纳米科技期刊《Small》上。 以往研究中也曾使用纳米粒子,但那些粒子涂层有毒或会改变干细胞性质。新粒子的涂层是聚乙二醇,内部为直径约15纳米的氧化铁核,能保护细胞免受伤害。论文第一作者、埃默里大学医学院医学与生物医学工程教授罗伯特·泰勒表示:“纳米粒子的涂层是独特的,因此细胞生存能力不受影响;我们也没有发现干细胞的分化能力等特征有任何改变。” 实验所用细胞是间充质干细胞。这类细胞能很容易地从成熟组织中获取,如骨髓或脂肪,可分化为骨髓、脂肪和软骨细胞,但不能变成肌肉、脑等类型的细胞。它们能分泌多种营养和抗炎症因子,在治疗心血管疾病或自身免疫紊乱方面具有重要价值。 在细胞的溶酶体中,粒子会变黏,能停驻在细胞中至少一周而不被降解。研究人员检测了细胞中携带的铁成分,确定每个细胞吸收了大约150万个粒子。给干细胞装载氧化铁粒子后,他们分别在培养细胞和活体动物上测试了用磁力驱动细胞的能力。 在小鼠实验中,研究人员将条形稀土磁铁放在尾部靠近身体的位置,吸引注射的干细胞到达小鼠尾部,并给干细胞做了荧光染色标记用于跟踪。一般情况下,大部分间充质干细胞会在肺部或肝脏沉积,而使用磁铁时,到达小鼠尾部的干细胞数量是原来的6倍。此外,氧化铁粒子本身也可用于跟踪细胞在体内的迁移过程。 “这是关键的原理验证实验。最终,我们将把这些技术应用于特定肢体、异常血管,甚至心脏。”泰勒说,“下一步,我们计划重点研究在动物模型上的治疗应用,用磁铁引导这些细胞到达精确部位,促进新血管的修复和再生。”(记者常丽君) 总编辑圈点:生活中,鲜活农产品要通过长途运输而不变质,就必须对运输车辆进行改造,加装制冷或输氧等设备。医学上,纳米氧化铁粒子就是一种备受关注的运输工具,作为一种新型靶向给药系统,它可在外加磁场控制下,将药物准确运到患处,实现精准递送。然而,如果把死的药物换成活的干细胞,并让干细胞在生物体内的长途旅行中保持活力,就必须对载体进行表面改性,以增强其稳定性和生物相容性等,这便是本成果的核心价值所在。 (责任编辑:泉水) |
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