季节性图像揭示了干细胞背后的科学

乍一看，由南安普顿大学研究生研究员卡塔琳娜莫拉创作的一对获奖图像似乎具有季节性主题。但仔细观察，您会发现圣诞树和季节性花圈的图片(或显微照片)的组成部分实际上是由使用创新激光成像技术创建的干细胞组成的，这些技术是再生医学研究计划的一部分。在南安普敦。

图片中的绿色圆形物体是胶原蛋白细胞，红色的“点”是脂肪细胞，都是从人体骨髓中提取出来的，卡塔琳娜通过电子方式对其进行了彩色增强，以显示其细节。通常情况下，卡塔琳娜树上的绿色胶原蛋白细胞和花圈图像的颜色会更蓝，但她说，使用激光时，脂肪细胞肯定会呈红色。“我在我的图像中为胶原纤维选择了绿色，因为当你使用标记技术时，你通常会使用一种发出绿色荧光的染色剂，因为当看到标记的胶原纤维时，科学家通常会认为这种绿色，我决定使用相同的颜色，同时创造更多节日气氛，“卡塔琳娜说。

Catarina与南安普顿总医院的骨骼生物学家合作，正在研究用于监测细胞发育的新光学技术，用于新的再生医学方法 - 在这种情况下，用于从人类干细胞中创造和生长软骨。她的博士学位专注于开发一种新的无标记成像方法，用于非破坏性和非侵入性地评估人类干细胞和骨骼再生。

“我正在与大学人类发育，干细胞和再生中心的Richard Oreffo教授和Rahul Tare博士合作，他们正在尝试使用患者自己的(自体)干细胞在实验室中制造和培养软骨然后进行植入如果他们患有软骨缺陷，则回到患者体内，“她解释道。“我的项目部分是开发和使用技术，以便更容易实时监控细胞向软骨的发育，这对于了解是否以及何时可以将其用于患者非常重要。如果成功，您可以使用用同样的软骨来制造新组织，这对我们来说非常重要。“

传统技术涉及用污渍或荧光团标记或注射细胞 - 荧光化合物在暴露于光线时“发光” - 以检测其复杂的结构。在她的博士生导师，南安普顿的Sumeet Mahajan教授，分子生物光子学和化学成像与生命科学研究所(IfLS)教授的指导下，Catarina正在使用超快激光来达到同样的效果，但侵入性较小。

Catarina解释说：“检测软骨是否正在发育的传统技术可能具有破坏性，在许多情况下具有破坏性。”“我们以前没有使用过我们的过程。我们要做的是介绍通常用于化学或物理学的生物学技术，使用人类干细胞的固有化学或结构特性。目前为了验证我们仍然需要进行标准练习除了我们的新技术能够比较两组结果，当然，使用超快速激光器，我们需要确保一切都在进入诊所之前进行优化，尤其是暴露时间。

“我们的无染色激光成像方法的巨大优势在于您可以使用干细胞样本而无需实时中断发育过程，您不需要执行任何细胞破坏并且没有光漂白(褪色)这与荧光材料相当普遍，“Catarina热情洋溢。“只需将生物工程软骨置于显微镜下即可获得图像。”

Richard Oreffo教授补充说：“至关重要的是，与现有的标准染色方法不同，无染色成像方法可以转化为临床，因为干细胞不会受到任何伤害或中断。因此，该技术可用于客观评估发展和屏幕干细胞在用于治疗之前是绝对肯定的。“

Mahajan教授总结道：“这项工作完美地体现了令人兴奋的跨学科跨学科研究，这些研究正在推动边界发挥巨大影响。大学生命科学研究所为卡塔琳娜提供的博士学位资助启动了理查德与拉胡尔在研究所之间的合作。发展科学和我们本来可能很难，这导致了令人兴奋的结果，一些令人惊叹的图像和洞察力，有可能改变人们使用干细胞疗法的生活。“