建设一个更好的细胞培养系统

霍华德休斯医学研究所(霍华德·休斯医学研究所)的研究人员研制出一种新型的“智能支架”日益增长的人类细胞,模拟体内环境比标准,平培养皿常用于实验室。

这个支架是一个一步开发新类型的细胞培养系统,可用于培养细胞重建受损组织,化学工程师说克丽丝蒂s Anseth博尔德科罗拉多大学的霍华德·休斯医学研究所的研究员。

“我们正在试图做的是创建一个材料,给出了最终控制细胞的水平environment-presenting分子在正确的时间,正确的地方,在适当的剂量,在正确的上下文中,“克丽丝蒂s Anseth说。

Anseth的团队构建他们从水凝胶支架,聚合物基化合物吸收水分。科学家们建造了水凝胶使用光敏分子,允许他们剪断的脚手架,轻轻一束激光。Anseth的团队表明,他们可以利用激光改变凝胶的硬度,雕刻室和通道,或释放信号分子在凝胶矩阵。

“我们正在试图做的是创建一个材料,给出了最终控制细胞的水平environment-presenting分子在正确的时间,正确的地方,在适当的剂量,在正确的上下文中。这些属性很重要,无论你是试图控制细胞功能,再生组织,或提供药物,”Anseth说。

Anseth和她的同事们描述他们可光降解的水凝胶在4月2日,2009年,文章在科学表达,它提供了电子出版物在打印之前选择科学的文章。4月Kloxin Anseth博士后的实验室是这项研究的第一作者。研究人员已经利用光敏水凝胶研究癌细胞和cartilage-forming干细胞的行为。

Anseth说水凝胶可用于研究细胞的行为,因为他们模仿体内的自然环境比平坦的培养皿,通常用于培养细胞的文化。“例如,癌细胞迁移时,他们非常不同于一个二维表面比在三维空间的时候,“Anseth解释道。

建立水凝胶可以操纵光,Anseth和她的同事们把nitrobenzyl醚、一个分子可以不破坏细胞的裂解与波长的光。将这个分子是一个关键步骤,Anseth说,因为它给了科学家们能够改造水凝胶即使细胞开始生长。

”也,它会在几秒到几分钟,这使我们能够改变微环境在同一时间尺度细胞事件,“Kloxin解释道。

研究人员展示了几种方法,它们可以利用光敏特性的水凝胶。嵌入在一个实验中,他们间充质干细胞,而干细胞是未成熟的细胞,可以分化为骨、软骨、脂肪、肌肉,和胰腺细胞——在水凝胶。间充质细胞包装得很紧凑,一轮当在水凝胶。但是当研究人员用光部分降解凝胶结构——让它更柔软细胞迅速蔓延到一个新的形状。

“这个实验表明我们有能力控制凝胶的局部结构周围的细胞,“Kloxin说。“想象一下,我们可以用聚焦光选择性降解两个细胞之间的物质,然后研究他们的相互作用。”

在更复杂的实验中,研究人员将激光选择性地集中创建通道内的凝胶。“由于这些结构可以控制细胞将,你现在可以开始考虑建立三维结构,模拟细胞是如何组织的层次结构组织,“Anseth说。“例如,一个可以建造vessel-like结构通过在凝胶形成小管,或者结构,可以直接和控制神经元的连接。”

在另一组实验中,研究人员有选择地侵蚀材料在活细胞中“从众”细胞凝胶而不影响他们的生存能力。细胞迁移是癌症主要感兴趣的研究人员和团队使用纤维肉瘤细胞,导致肿瘤的结缔组织,在这些实验。

Anseth和她的同事也证明了他们可以控制水凝胶内部的生化信号。他们建造了一个水凝胶中使用可光降解的分子范围短的氨基酸序列的聚合物。序列促进间充质干细胞的生存——但它也抑制了他们区分出更专业的cartilage-forming细胞称为软骨细胞。