Team开发了用于制备和标记干细胞的生物模拟方法

由卡内基梅隆大学生物科学教授Chien Ho领导的研究人员开发了一种制备间充质干细胞(MSCs)的新方法，该方法不仅可以生产更多的天然干细胞，还可以用FDA批准的氧化铁纳米粒子标记它们。 (Ferumoxytol)。该技术可以让研究人员在临床前和临床试验期间使用磁共振成像(MRI)跟踪体内细胞。研究结果由Scientific Reports发表。

干细胞具有再生成多种不同细胞类型的能力，显示出治疗多种疾病和伤害的巨大希望。由于拒绝的机会减少，从患者自身体内取出的干细胞特别令人感兴趣。这些细胞最常从骨髓中收获，其中含有两种类型的干细胞，即造血细胞和间充质细胞。

造血干细胞可用于形成不同类型的血细胞，并用于治疗白血病和多发性骨髓瘤。间充质干细胞可用于产生骨，软骨和脂肪细胞，并有望修复骨和软骨，损伤的心脏细胞，以及治疗炎症和自身免疫疾病。

超过360个注册临床试验正在使用MSCs，但结果好坏参半，一些患者反应良好，另一些患者对干细胞治疗没有反应。为了理解为什么这些结果可以如此变化，研究人员需要能够跟踪干细胞在体内迁移时的情况，看它们是否到达并移植到适当的部位。为此，研究人员可以用超顺磁性氧化铁(SPIO)造影剂标记干细胞，并使用MRI对患者进行成像。

Ferumoxytol是唯一获得FDA批准的SPIO纳米粒子，但研究人员未能在没有转染剂帮助的情况下在细胞培养(离体)中用Ferumoxytol标记MSCs。转染剂是不合需要的，因为它们可以改变细胞的生物学并抑制其有效性。此外，研究人员难以培养临床给药所需的大量细胞。目前的方法还产生不同尺寸和功能的细胞。较小的圆形细胞是优选的，因为它们显示出更高的再生和分化能力。

为了解决这些问题，Ho和同事利用细胞在体内吞噬和内化Ferumoxytol的天然能力。Ho的团队开发了一种“生物模拟”方法，在培养皿中创造一个与体内环境非常相似的环境。他的团队开始使用传统方法从骨髓中提取细胞，将MSC与其他细胞分离并扩大MSC的数量。然后，他的团队通过引入骨髓中的其他细胞，设计了一种培养MSCs的新方法，模仿体内环境。得到的MSC保持其最佳大小和再生能力，并且可以内化Ferumoxytol用于细胞追踪。由于MSCs具有多种功能，因此这种新方法可以为细胞治疗和再生医学应用制备更多的天然细胞。