干細胞培養傳統方法受質疑

　　人類干細胞通常是在一層飼養細胞上培養的，據認為，這可為細胞提供必需的營養物質，并有助于防止細胞分化。最近，一項新的研究對這種根深蒂固的做法提出了挑戰。延伸閱讀：更安全的干細胞培養新方法。

　　眾所周知，干細胞是很難維持和培養。像所有的真核細胞一樣，它們對養分的有效性、pH值、溫度、氧氣和二氧化碳的含量都很敏感，而且它們也易于分化，留給研究人員的細胞不同于他們打算在實驗中使用的細胞。

　　在早期，研究人員發現，在小鼠胚胎成纖維細胞（MEF）層的頂部培養干細胞，可阻礙分化并有助于維持干細胞的健康。但是MEF特別不容易維持自我。從那時起，研究人員和生物技術公司已經開發出其他有效的飼養層細胞系，可提供干細胞培養方面的優勢，以及與干細胞之間更有利的相互作用，無飼養細胞的方法也已經變得可用。但是，干細胞培養通常仍然需要研究人員成功地維持兩種類型的細胞，并且，無飼養層細胞的方法要求高水平的細胞接種密度、專業的媒質和生長補充劑，從而使得它們非常昂貴。

　　最近，德克薩斯大學El Paso分校和日本理化學研究所（RIKEN）合作進行的一項新研究，對長期持有的觀念——飼養細胞為干細胞生長提供必要的營養物質并防止細胞分化，提出了一些質疑。這項研究結果最近發表在英國皇家化學學會知名期刊《Journal of Materials Chemistry B》，本文第一作者Binata Joddar在一份新聞稿中說：“我們已經證明了一種重要的現象。這些飼養層細胞——很難生長，對于干細胞生長來說，可能根本并不重要。”

　　為了調查飼養層細胞在干細胞培養中的作用，Joddar的研究小組根據標準培養程序需要，首次制備了人真皮成纖維細胞培養物，但是在添加干細胞之前，他們用戊二醛或甲醛固定成纖維細胞。這會使細胞層的拓撲結構穩定，但會殺死細胞。去除固定劑之后，他們把人類誘導多能干細胞（hiPSC）分層堆放在死亡的飼養層細胞上。

　　他們發現，hiPSC不僅粘附并生長為健康的培養集落，而且它們也持續表達多能性標志，從而表明分化也被阻斷。這些細胞也在體內形成具有所有三個胚層的畸胎瘤，這是干細胞的一個定義性特征。

　　由于死亡的飼養層細胞不能給干細胞提供營養，因此這些結果表明，它們在干細胞培養中發揮的作用，并不像預期的那么重要。Joddar假設，飼養細胞層的拓撲結構，可能在兩種細胞類型之間的關系當中，扮演最重要的角色。

　　Joddar說：“這讓我覺得，我們可以用一種納米制造方法來培養干細胞。我們可以用3D打印技術，模仿飼養層細胞的微毫米拓撲（nanotopology），并在未來完全不使用飼養細胞。”

　　即使在開發出模仿飼養層形狀的培養基之前，這些發現仍然可以降低成本、勞動力，并簡化干細胞培養技術。Joddar說：“因為在這個過程中飼養層細胞不需要保持活力，我們可以將它們儲存在室溫，并花更少的時間培養它們。”