體外無限量制造紅細胞的新方法
臨床上使用的紅細胞和血小板一般是來自于獻血,因此醫(yī)院可能會在一段時間內(nèi)出現(xiàn)“血荒”。
近日,波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Boston University School of Medicine)等機構(gòu)的科學(xué)家們開發(fā)了一個新方法,成功使誘導(dǎo)多能干細胞(iPS)分化成為這兩種細胞,能夠在體外無限量制造人體紅細胞和血小板。這 一研究有望減少人們對獻血的依賴,同時幫助科學(xué)家對多種疾病進行研究,例如鐮狀細胞病。相關(guān)研究論文刊登在了近期出版的《Blood》雜志上。
iPS技術(shù)是指將成體細胞重編程為干細胞狀態(tài),使其具備分化為不同類型細胞的能力。這一技術(shù)可以利用患者的成熟體細胞(如皮膚或血細胞),生成特定的細胞和組織。iPS技術(shù)制造的細胞不會引起不當(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng),既是生物學(xué)研究的有力工具,又是再生醫(yī)學(xué)的寶貴資源。
研究人員利用專利技術(shù),將iPS細胞成功分化成為紅細胞和血小板,并深入分析了血細胞的形成。在此基礎(chǔ)上,人們可以進一步理解機體中血細胞生成的調(diào)節(jié)機制。
這一新技術(shù)使用的是能夠調(diào)節(jié)芳香烴受體AhR通路的化合物。此前的研究顯示,環(huán)境毒素能夠通過與AhR通路,促進癌細胞的發(fā)展。而研究人員發(fā)現(xiàn),添加調(diào)節(jié) AhR通路的化合物,能夠在短時間內(nèi)使紅細胞和血小板的產(chǎn)量發(fā)生指數(shù)級增長。這說明AhR在血細胞的正常發(fā)育中具有重要作用。
研究人員表示,這一技術(shù)能幫我們克服障礙,在實驗室中生產(chǎn)足夠的細胞來進行治療,此外研究結(jié)果還指出,在體內(nèi)的血細胞形成機制中,AhR具有非常重要的生物學(xué)功能。
目前,輸血是一種不可或缺的治療方式。而輸血的安全性和血液供給不足一直是世界性的問題。由于血型差異,即使是在發(fā)達國家,一些患者所需要的血液依然短缺。另外,天災(zāi)人禍也會導(dǎo)致血液供應(yīng)短缺。
研究人員表示,通過iPS技術(shù)為患者量身定做紅細胞和血小板,可以解決免疫原性和血液污染等問題。將這些細胞用于治療,將有望減少醫(yī)療界目前對獻血的依賴,避免因血液供給短缺而造成的損失。
iPS技術(shù)生成的細胞可以用來構(gòu)建疾病研究模型,幫助人們進一步理解疾病,開發(fā)新的治療方式。iPS技術(shù)生成的血細胞,可以用來研究瘧疾和鐮狀細胞貧血,而iPS技術(shù)生成的血小板,可以用來研究心血管疾病和治療凝血障礙。
原文檢索:
Brenden W. Smith, Sarah S. Rozelle, George J. Murphy et al. The aryl hydrocarbon receptor directs hematopoietic progenitor cell expansion and differentiation. May 30, 2013; Blood, doi:10.1182/blood-2012-11-466722
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