BiophysJ：細胞柔軟性可預測人角膜移植成功性

　　2016年10月20日/生物谷BIOON/--干細胞移植是恢復角膜損傷后視力的一種大有希望的策略，但是組織移植物必須含有大量的干細胞才會在臨床上取得成功。在一項新的研究中，來自美國喬治亞理工學院和喬治亞大學的研究人員揭示出角膜細胞的柔軟性指示著它們具有干細胞樣活性---包括自我增值和分化為不同類型的成熟細胞的能力---的潛力。這種柔軟性（可作為一種生物力學標志物）可能能夠被用作一種快速的有成本效益的方法來富集角膜移植組織中的干細胞樣細胞（stem-like cell）。相關研究結果發表在2016年10月18日那期Biophysical Journal期刊上，論文標題為“Cellular Stiffness as a Novel Stemness Marker in the Corneal Limbus”。

　　論文共同第一作者、喬治亞理工學院生物工程研究生Tom Bongiorno說，“之前的研究已證實臨界比例的角膜緣干細胞（負責補充角膜中的細胞）是成功地進行角膜自體療法所必需的。在未來，基于細胞柔軟性和現存的生物標志物的分選技術可能能夠富集角膜緣干細胞，因而促進具有天然低比例的角膜緣干細胞的病人在臨床治療時取得成功。”

　　每年有100萬以上的美國人遭受角膜損傷或疾病導致的嚴重下降的視覺敏銳度。視力喪失和失明的一種主要原因是角膜緣干細胞遭受損傷。最近，在歐洲，角膜緣干細胞移植已被批準用于治療角膜損傷。已有研究證實移植的成功性取決于角膜緣干細胞在組織移植物中的數量和比例。然而，當前用于富集組織移植物中的角膜緣干細胞的基于抗體的方法是高成本的和耗時的。

　　為了解決這個問題，Bongiorno和論文通信作者、喬治亞理工學院機械工程副教授Todd Sulchek著手鑒定可能被用來更加快速地和更加廉價地富集干細胞的生物力學性質。他們首先利用分子標志物對不同類型的人角膜細胞進行分類，然后利用原子力顯微鏡評估它們的力學性質。這種高度靈敏的生物物理技術利用一種微小的探頭接觸單個細胞，并且在它們的表面上施加多種力量。這些結果表明人角膜緣干細胞要比更加成熟的細胞更加柔軟，即更容易壓縮。

　　進一步的分析揭示出相比于成熟的細胞，人角膜緣干細胞也具有更小的尺寸、更高的細胞核-細胞質比率和更低的粘性。再者，將多種生物物理標志物如硬度和尺寸結合在一起大約與當前采用的分子標志物一樣好地對干細胞樣活性進行分類。Sulchek說，“基于細胞機械性質對它們進行分選的微流體設備可能要比當前的方法具有成本和勞力上的優勢，并且可能提供一種高效的富集技術來作為基于抗體的富集技術的一種替代的或附加的方法。”

　　Sulchek說，“生物物理標志物在改善很多發生視力障礙的病人的角膜移植成功性上具有巨大的希望。通過將這些研究發現與最近基于生物物理性質的細胞分選方法取得的進展結合在一起，我們鑒定出的生物力學干性標志物有潛力快速地產生具有高度富集的干細胞群體的角膜移植物，而且針對這些病人，這可能有朝一日轉化為更好的治療結果。”