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约翰霍普金斯研究人员花30年证实：糖分子可以用来追踪干细胞

时间：2022-02-09 00:00:00 来源：网络整理

约翰霍普金斯研究人员花30年证实：糖分子可以用来追踪干细胞

图:与大多数其他细胞不同，MSC细胞膜上富含甘露糖残留(绿色)。利用对甘露糖存在敏感的核磁共振成像技术，追踪移植的间充质干细胞现在是可能的，而不需要标记它们。

图片来源:由Shreyas Kuddannaya提供

约翰霍普金斯医学科学家花了30年如何把化学标签细胞跟踪他们的运动生活组织发现,某些干细胞自我更新内置示踪剂-糖做成的,可以做这项工作没有添加化学“标签”,当注射到小鼠的大脑。研究人员说，这一发现是一个受欢迎的惊喜，它将干细胞广泛应用于多发性硬化症和其他神经退行性疾病的实验疗法中。

“有一个完整的科学领域专门致力于化学和遗传细胞标记，因为否则，我们无法看到特殊和昂贵的工程治疗细胞移动到哪里，以及它们是否到达体内的预定位置，以修复或替换患病组织。”Jeff Bulte博士说，他是约翰霍普金斯大学医学院的放射学和放射科学教授，也是约翰霍普金斯大学细胞工程研究所的细胞成像主任。

如果在后续的实验中得到证实，这项新的研究将简化和推进对大脑疾病的恢复性研究。由于大脑及其血脑屏障的敏感特性，大脑被认为是追踪治疗最困难的器官。

Bulte的经验,他说,标记细胞治疗人体临床试验准备在任何器官是昂贵和艰难的过程,需要广泛的安全性研究和保持团队的科学家专注于寻找更好的方法来跟踪由多发性硬化症治疗细胞受损和其他神经退行性疾病。

长期以来，科学家们一直在使用所谓的间充质基质细胞(mesenchymal stromal cells)进行此类研究。这是一种发现于骨髓中的干细胞，可以发育成多种类型的细胞，还可以减少炎症。

描述的新的证明原理研究在自然生物医学工程2月7日,Bulte和他的研究小组发现,这些间充质基质细胞含有高水平的一种称为甘露糖的糖,这是类似于葡萄糖和可以很容易地发现和成功标准基于磁共振成像(MRI)的成像方法。

布尔特的团队在《自然通讯》上发表的另一项研究表明，某些肿瘤细胞会失去大量的糖分子，而这些糖分子很容易被核磁共振仪器检测到，于是他们产生了用糖作为示踪剂的想法。布尔特实验室的研究员袁悦博士发现，干细胞中甘露糖含量丰富——大约是普通细胞中甘露糖含量的两到三倍。

由于哺乳动物的细胞通常缺乏高糖含量，布尔特和他的团队推断，注射天然含有大量糖的干细胞可能很容易在脑组织背景中被发现。

在他们的研究中，布尔特的团队将四种人类细胞注射到活小鼠的大脑中，包括间充质干细胞。研究人员为每种细胞类型注射了30万个细胞。

然后，在两周的时间里，研究人员使用核磁共振成像来追踪他们在哪里发现了被注射的细胞群。

他们发现间充质干细胞的MRI信号比其他三种注射的细胞类型高约60%，并且在注射后两周内很容易在磁共振图像上看到。有趣的是，他们说，只有活细胞才会产生核磁共振信号，这就为使用这项技术来确定移植细胞的存活以及追踪提供了机会。

Bulte的团队正在计划进一步的研究，以确定细胞糖分子是否可以用来检测干细胞分化成其他类型的细胞。

“这非凡的发现,30年之后开始我的研究领域的标记细胞,这些大脑中的间充质干细胞不需要化学标记用于跟踪毕竟,而且可能有更好、更容易的方式来跟踪这些细胞在大脑中,“Bulte说。

本研究由杨珠和岳恒基金会和美国国立卫生研究院(R56 NS098520和p41 EB024495)资助。

DOI

10.1038 / s41551 - 021 - 00822 - w


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