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这真是一个非常好的研究思路,细胞标记磁性物质早就在其他领域广泛使用,特别是作为MRI成象的造影示踪方面,但是用磁性作为细胞的定向技术,仍显得非常有创意。首先,技术上容易实现;其次,是有很达的想象空间,肯定会有许多用干细胞效应研究的人考虑使用这个方法,其实其他导向治疗都可以采用。当然不仅是细胞,大分子进行磁标记也可以进行定向操作。
7月17日,美国埃默里大学医学院和佐治亚理工大学的研究人员发现,让干细胞携带氧化铁纳米粒子,通过静脉注射到小鼠体内后,用磁铁能吸引这些细胞到达身体特定位置。相关论文刊登在了近期出版的纳米科技杂志《Small》上。
以往研究中也曾用过纳米粒子,但那些粒子涂层有毒,或者会改变干细胞性质。新粒子的涂层是聚乙二醇,内部为直径约 15 纳米的氧化铁核,能保护细胞免受伤害。研究人员表示,纳米粒子的涂层是独特的,因此细胞生存能力不受影响,干细胞的分化能力等特征也没有任何改变。
实验所用细胞是间叶干细胞。它能很容易地从成熟组织中取得,如骨髓或脂肪,能变成骨髓、脂肪和软骨细胞,但不能变成肌肉、脑等类型的细胞。它们能分泌多种营养和抗炎症因子,在治疗心血管病或自身免疫紊乱方面是极有价值的工具。
在细胞的溶酶体中,粒子会变黏,能停驻在细胞中至少一个星期而不被觉察。研究人员检测了细胞中携带的铁成分,确定每个细胞吸收了大约 150 万个粒子。给干细胞“装入”氧化铁粒子后,他们分别在培养细胞和活动物身上测试了用磁力驱动细胞的能力。
在小鼠实验中,研究人员将条形稀土磁铁放在尾部靠近身体的地方,吸引注射的干细胞到达小鼠尾部,并给干细胞做了荧光染色标记用于跟踪。一般情况下,大部分间叶干细胞会在肺部或肝脏沉积下来,而使用磁铁时,到达小鼠尾部的干细胞数量是原来的6倍。此外,氧化铁粒子本身也可用于跟踪细胞在体内的进程。
研究人员指出,这是关键的原理实验证据。最终,科学家将把这些专门用于特定肢体、异常血管,甚至心脏。研究人员计划下一步重点研究在动物模型上的治疗应用,用磁铁引导这些细胞到达精确部位,影响新血管的修复和再生。
原文检索:
Natalia Landázuri, Sheng Tong, Jin Suo, Giji Joseph,Daiana Weiss, Diane J. Sutcliffe, Don P. Giddens, Gang Bao, W. Robert Taylor. MagneticTargeting of Human Mesenchymal Stem Cells with Internalized SuperparamagneticIron Oxide Nanoparticles. Small, 13 JUN 2013; DOI: 10.1002/smll.201300570
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