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颈部和背部疼痛使人衰弱且昂贵:据估计,80%的成年人在其一生中的某个时刻会遭受其中一种或两种情况的影响,仅仅在美国就损失了860亿美元的医疗费用并且错过了工作。

通常情况下,这些病症是由椎间盘破裂引起的,这些椎间盘是承重脊椎骨的承重结构,主要由称为髓核的组织制成。髓核可随着年龄的增长而退化,导致椎间盘失去形状并塌陷 - 导致疼痛等问题。

随着科学家们试图找到治疗退行性椎间盘疾病的早期治疗方案,人们对利用干细胞恢复髓核或NP感兴趣。以前的研究表明,人类诱导的多能干细胞(hiPSCs) - 直接从成体细胞产生 - 可以表达多种细胞的标记,包括那些分泌NP的细胞。

现在,圣路易斯华盛顿大学的一个科学家合作团队开发了一种新方法,用于从hiPSC产生类NP细胞,这种细胞真正可以追溯到开始并模仿胚胎发育过程。

“我们在这里做的是在我们设计实验之前首先研究发育永利赌场官网,”Lucy&Stanley Lopata生物医学工程杰出教授兼工程与应用科学学院生物医学工程系主任Lori Setton说。“这就是这项特殊研究的不同之处,我们创造了一种模仿胚胎发育的分化方案。”

在过去的项目中,科学家们试图从干细胞中获得各种类型的分化细胞 - 如骨骼,组织,神经或脂肪 -直接来自hiPSCs。Setton和她的团队退缩,设计了一系列步骤,首先生产出最早形成的胚胎结构之一 - 脊索。在人类中,脊索是一种类似软骨的杆,在体外发育过程中变成脊柱。

“我们知道椎间盘来自脊索,”Setton说。“我们决定回到起点,看看我们是否可以将干细胞转化为脊索细胞。只有经过脊索阶段后才能将它们带到椎间盘期。“

Setton的团队与圣路易斯华盛顿大学医学院整形外科教授,Shriners医院研究主任Farshid Guilak合作。儿童,圣。路易斯,在为期三年的广泛研究过程中。

Setton的实验室将hiPSCs暴露于各种不同的生长因子和培养基中,以诱导它们成为第一个开发标记物,然后完全形成脊索细胞。一旦科学家们获得了脊索细胞,他们就会使用类似的化学暴露过程将这些细胞培养成NP型细胞。该实验室使用荧光细胞成像跟踪差异化过程,该过程在每个步骤中测试必要的标记。他们的研究最近发表在干细胞研究与治疗杂志上。

“你可以把它想象成推拉式,”Setton说。“你可以向一个方向推动它,但你也必须将它从另一个方向拉出来。我可以把它推向一个神经,但我必须把它拉成骨头。我们不知道哪种组合可行。这就像在厨房做饭一样,你必须在肉汁中添加东西。我们花了很长时间才弄清楚这个完美的食谱。但是现在我们做了,它是非常可重复的。“

Setton说她的实验室用来从hiPSC中获得NP型细胞的多步骤过程提供了必要的质量控制,因为科学家正在寻求干细胞疗法的其他用途。

“如果你考虑受管制的医疗产品,我们需要在其使用的每个阶段及其发展的每个阶段对其进行分类,”她说。“就像你制造汽车零件一样,你在每个阶段都要进行质量控制。这就是我们在这里所做的。“

Setton说研究的下一步包括评估环境因素 - 例如培养表面的刚度,细胞形貌和细胞如何附着 - 并观察它们在转化hiPSC中的作用。

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