小鼠實驗顯示糖分子如何用于追蹤干細胞

約翰霍普金斯大學醫(yī)學科學家花了 30 年時間研究如何將化學標記放入細胞中以跟蹤它們在活組織中的運動，他發(fā)現(xiàn)某些自我更新的干細胞具有內(nèi)置的示蹤劑——由糖制成——可以完成這項工作注入小鼠大腦時不添加化學“標簽”。研究人員說，這一發(fā)現(xiàn)是由廣泛設計用于多發(fā)性硬化癥和其他神經(jīng)退行性疾病的實驗療法的干細胞制成的，令人驚喜。

“有一個完整的科學領域致力于化學和遺傳細胞標記，否則，我們無法看到經(jīng)過特殊和昂貴工程改造的治療細胞在哪里行進，以及它們是否到達體內(nèi)的預定位置以修復或替換病變組織，”約翰霍普金斯大學醫(yī)學院放射學和放射科學教授、約翰霍普金斯細胞工程研究所細胞成像主任 Jeff Bulte 博士說。

Bulte 說，如果隨后的實驗得到證實，這項新研究應該會簡化和推進對大腦疾病的恢復性研究，由于大腦及其血腦屏障的敏感性，大腦被認為是最難追蹤治療的器官.

他說，根據(jù) Bulte 的經(jīng)驗，在任何器官中標記可用于人體臨床試驗的治療細胞是一個昂貴且困難的過程，需要進行廣泛的安全性研究，并讓科學家團隊專注于尋找更好的方法來追蹤因多發(fā)性硬化癥和其他神經(jīng)退行性疾病。

對于此類研究，科學家們長期以來一直在使用所謂的間充質(zhì)基質(zhì)細胞，這是一種在骨髓中發(fā)現(xiàn)的干細胞，可以發(fā)育成多種類型的細胞，還可以減少炎癥。

在 2 月 7 日發(fā)表在Nature Biomedical Engineering 雜志上的新原理驗證研究中，Bulte 和他的研究小組發(fā)現(xiàn)，這些間充質(zhì)基質(zhì)細胞含有高水平的甘露糖，這種糖與葡萄糖相似，可以通過基于磁共振成像 (MRI) 的標準成像方法。

Bulte 的團隊在Nature Communications上發(fā)表了另一項研究表明某些腫瘤細胞會丟失大量糖分子很容易被 MRI 機器檢測到，從而產(chǎn)生了使用糖作為示蹤劑的想法。Bulte 實驗室的研究員 Yu Yuan 博士發(fā)現(xiàn)，干細胞中含有豐富的甘露糖——大約是典型細胞中甘露糖含量的兩到三倍。

由于哺乳動物的細胞通常缺乏高糖含量，Bulte 和他的團隊推斷，注射天然含有大量糖的干細胞可能很容易在腦組織的背景下被發(fā)現(xiàn)。

在他們的研究中，Bulte 的團隊將四種人類細胞注入活小鼠的大腦，包括間充質(zhì)干細胞。對于每種細胞類型，研究人員注射了 300,000 個細胞。

然后，研究人員使用 MRI 跟蹤他們在兩周內(nèi)發(fā)現(xiàn)注射細胞簇的位置。

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