圖片說明：生長在Matrigel涂層(左)和poly-D-lysine涂層(右)上的人類胚胎干細胞。
(圖片來源：Sato lab, UC Riverside)
美國干細胞科學家的一項最新研究，找到了培育人類胚胎干細胞(hESC)的新方法。相關論文8月20日發表在《公共科學圖書館?綜合》(PLoS ONE)上。
大多數研究人員都是利用來自動物的原材料來培育人類胚胎干細胞。但這樣做有可能將病毒和其他一些病原體傳播到培育出的干細胞中，導致它們無法在醫學治療上使用。對此，美國加州大學河畔分校的生物化學副教授Noboru Sato和同事開發出一種新的培育方法，比傳統手段更加清潔、方便，而且得到的胚胎干細胞具有不打折扣的多能性。
目前，全世界實驗室中常用涂有Matrigel(一種從小鼠腫瘤細胞中提取出的凝膠，包含細胞外基質ECMs)的培養皿來培育人類胚胎干細胞。Matrigel涂層為干細胞的培養提供了支架，當少量的人類胚胎干細胞附著其上后，會生長為未分化細胞集落。
Sato解釋說，“鑒于ECM的復雜性以及人們對hESC如何控制細胞間和細胞-ECM相互作用的認識不足，要開發出非動物(animal-free)涂層的培養方法仍是一大挑戰。”
在最新的研究中，Sato小組鑒別出一個特殊的信號路徑——Rho-Rock，它對細胞集落形成和hESC間物理相互作用起重要作用。當該信號路經被名為Y27632的物質阻斷后，研究人員發現，正如預期的那樣，hESC正常的集落形成被大大削弱。而研究人員同時注意到，hESC仍然保持著它們的多能性。
Sato說，“到目前為止，人們通常認為集落形成是維持胚胎干細胞多能性的關鍵，但我們的研究發現，多能性可以獨立于緊密地細胞間聯系而被保留下來。”
除此之外，研究人員還廣泛篩選了可與Y27632結合的多種類型的支架材料，結果發現，Matrigel涂層可以被另一種物質poly-D-lysine取代。后者最主要的優點就是完全非動物的，容易操控而且質量穩定。同時，poly-D-lysine涂層與傳統的Matrigel相比，培養得到的人類胚胎干細胞的多能性幾乎沒有差別。
加州大學河畔分校干細胞中心主任Prue Talbot表示，“Sato的工作無論對理解干細胞信號轉導路徑還是開發出改進的干細胞培育方法，都的確是重要的一步。”
據悉，研究人員目前正在嘗試將新技術應用于最新的干細胞技術——誘導多能干細胞(iPS)。Sato說，“我們的下一個目標就是制造新的非動物iPS細胞系。”(科學網 任霄鵬/編譯)
(《公共科學圖書館?綜合》(PLoS ONE)，3(8): e3001. doi:10.1371/journal.pone.0003001，Nicole Harb, Trevor K. Archer, Noboru Sato)
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