胚胎心脏条件模拟微流控系统

悉尼新南威尔士大学的生物医学工程师和医学研究人员独立地发现了胚胎血液干细胞创造,有一天消除血液干细胞捐赠者的必要性。

在再生医学的成就是对使用“诱导多能干细胞来治疗疾病,干细胞是逆向工程从成人组织细胞而不是使用住人类或动物的胚胎。

但当我们知道诱导多能干细胞自2006年以来,科学家们仍然有足够了解如何模仿人体细胞分化在实验室里人为地、安全地交付的目的有针对性的治疗。

两项研究出现了从新南威尔士大学的研究人员在这一领域,照亮不仅前体的新的血液干细胞发生在动物和人类,但他们可能是人工诱导的方法。

在发表的一项研究细胞的报道从新南威尔士大学生物医学工程学院,研究人员演示了如何模拟一个胚胎的心脏在实验室中使用微流体设备导致人类血液干细胞的发展“前兆”,是干细胞的边缘成为造血干细胞。

发表的一篇文章中自然细胞生物学最近,研究人员从新南威尔士大学医学与健康细胞在小鼠胚胎的身份透露负责血液干细胞创造。

这两项研究是重要步骤的理解如何,何时、何地和哪些细胞是参与血液干细胞的创建。在未来,这些知识可以用来帮助癌症患者,其中,那些经历了高剂量的广播和化疗,以补充耗尽的造血干细胞。

模拟心脏

在详细研究细胞的报道主要作者、晶晶李博士和其他研究人员描述了一个3厘米x 3厘米微流体系统注入血液干细胞产生的胚胎干细胞线模仿胚胎的心脏和血液循环的条件。

她说,在过去的几十年里,生物医学工程师们一直在试图在实验室的培养皿中使造血干细胞捐献者血液干细胞短缺的解决这个问题。但是还没有人能够实现它。

”这个问题的部分原因是,我们仍然无法完全理解所有的流程在胚胎发育的微环境导致血液干细胞的创建32天左右在胚胎发育,”李博士说。

“所以我们做了一个设备模拟心跳和血液循环,轨道振动系统导致剪切应力或摩擦的血液细胞移动通过设备或在一道菜。”

这些系统推广的发展先驱造血干细胞可以分化成各种血液组件——白细胞、红细胞、血小板等。他们兴奋地看到同样的过程,称为造血作用——复制设备。

研究的合著者副教授罗伯特·诺顿说,他很惊讶,不仅设备创建血液干细胞前体产生差异化的血液细胞,但它也创造了胚胎心脏组织细胞的环境,对这个过程是至关重要的。

“余我是,血液干细胞,在胚胎形成时,在墙上形成的主要容器称为主动脉。他们基本上流行的主动脉和进入循环,然后去肝脏形成所谓的明确的造血作用,或明确的血液形成。

”得到一个主动脉细胞形成,然后从主动脉到新兴循环,这是产生这些细胞所需的关键一步。”

“我们已经证明我们可以生成一个细胞能够形成所有不同类型的血细胞。我们也表明它是非常密切相关的主动脉内皮细胞——我们知道它的起源是正确的——它遍布,“A /教授。诺顿说。

研究人员对他们的成就持谨慎乐观态度在模仿胚胎心脏疾病机械装置。他们希望可以是一步解决今天挑战限制再生医学治疗:捐赠血液干细胞短缺,拒绝捐赠组织细胞,体外受精胚胎的使用周围的伦理问题。

“血干细胞移植用于需要捐助者和相同的组织类型的病人,“A /教授。诺顿说。

“制造血干细胞多能性干细胞系将解决这个问题不需要配对捐助者提供充足供应治疗血液癌症或遗传疾病。”

Li博士补充说:“我们正在扩大生产规模这些细胞使用生物反应器”。

谜团解开了

与此同时,独立于Li博士和教授/工作。诺顿,新南威尔士大学医学与健康的教授约翰·Pimanda博士Vashe森在做自己的研究通常血液干细胞是如何创建的胚胎。

老鼠在他们的研究中,研究人员使用的机制,是自然在哺乳动物造血干细胞的细胞血管,称为内皮细胞。

“已经知道,这个过程发生在哺乳动物胚胎主动脉内皮细胞变成血液细胞在造血作用,“Pimanda教授说。

“但细胞调节这一过程的身份直到现在一直是个谜。”

博士和教授在他们的论文中,Pimanda森描述他们如何解决这个谜题通常通过识别细胞的胚胎,胚胎和成年的内皮细胞转化成血细胞。细胞,称为“Mesp1-derived PDGFRA +基质细胞”,驻留在主动脉和只在一个非常狭窄的主动脉周围窗口在胚胎发育期间。

森说,了解这些细胞的身份通常博士为医学研究提供了线索如何触发创建哺乳动物成熟内皮细胞血液干细胞——他们通常无法做的事。

“我们的研究表明,当内皮细胞的胚胎或成人与Mesp1派生PDGFRA +基质细胞的混合,他们开始做血液干细胞,”他表示。

虽然还需要更多的研究在此之前可以转化为临床实践,包括确认结果在人类细胞-发现可以提供一个潜在的新工具来生成engraftable造血的细胞。

“用自己的细胞生成血液干细胞可以消除需要供体输血或干细胞移植。解锁机制使用自然带给我们实现这一目标更近了一步,”Pimanda教授说。

参考:李J,老挝O, Bruveris FF, et al .模仿胚胎循环提高hoxa hemogenic利基和人类血液的发展。细胞代表。2022;40 (11)。doi:10.1016 / j.celrep.2022.111339

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。