美國國立衛(wèi)生研究院的研究人員設(shè)計了一種由四部分組成的小分子混合物，可以保護稱為誘導(dǎo)多能干細胞(iPSC)的干細胞免受壓力并維持正常的干細胞結(jié)構(gòu)和功能。研究人員認為，該混合物可以增強干細胞的潛在治療用途，其范圍從治療疾病和病癥(例如糖尿病，帕金森氏病和脊髓損傷)到基因組編輯。
人多能干細胞是理論上可以永久生長的細胞，可以作為專門細胞(如腦，腎和心臟細胞)的不竭來源。但是干細胞很敏感，細胞培養(yǎng)皿中生長的壓力阻礙了干細胞在醫(yī)學(xué)上的潛在用途，這種壓力會破壞其DNA并導(dǎo)致細胞死亡。
在一系列實驗中，由美國國立衛(wèi)生研究院國家轉(zhuǎn)化科學(xué)推進中心(NCATS)干細胞翻譯實驗室主任IlyasSingeç博士領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家使用高通量篩選系統(tǒng)地測試了數(shù)千種化合物和藥物來確定一種獨特的組合，可以極大地改善干細胞存活率并降低細胞培養(yǎng)壓力。Singeç及其合作者在5月3日的《自然方法》中描述了他們?nèi)绾伍_發(fā)名為CEPT的雞尾酒及其潛在應(yīng)用。
“小分子混合物正在保護細胞，并使干細胞的使用更具可預(yù)測性和效率。在防止通常發(fā)生的細胞應(yīng)激和DNA損傷時，我們避免了細胞死亡并提高了存活細胞的質(zhì)量。”Singeç說。“該雞尾酒將成為干細胞領(lǐng)域廣泛使用的主要食品，并促進干細胞在研究和臨床中的應(yīng)用。”
iPSC來自重新編程的皮膚或血細胞。為了提高其在文化中的生存率，Singeç和他的團隊最初測試了超過15,000種美國食品和藥物管理局批準的藥品以及NCATS館藏中的小分子化合物。在20種抑制ROCK活性的藥物和化合物中，ROCK是一種涉及干細胞應(yīng)激的激酶，他們發(fā)現(xiàn)，化合物Chroman 1在改善細胞存活方面比廣泛使用的化合物Y?27632更有效。
為了進一步提高細胞存活率，Singeç及其同事使用了NCATS的基質(zhì)藥物篩選功能來尋找Chroman 1與其他藥物和化合物之間的潛在協(xié)同作用。基質(zhì)藥物篩選使研究人員能夠研究藥物組合的作用并確定這些藥物起作用的可能機制。研究人員確定了一種研究藥物Emricasan，與Chroman 1結(jié)合使用時，可以提供額外的支持來改善干細胞的生存能力。
根據(jù)Singeç的說法，干細胞生物學(xué)的一項重要工作是稱為單細胞克隆的實驗過程。盡管大批量培養(yǎng)干細胞比較容易，但是單細胞克隆(一次在細胞培養(yǎng)板的一個小孔中一次培養(yǎng)一個細胞)對細胞的壓力很大，效率很低。該過程在基因編輯和建立細胞系中具有關(guān)鍵應(yīng)用，這些細胞系是從單個細胞發(fā)展而來的細胞培養(yǎng)物。
在最初的篩選工作中，該團隊一次在平板孔中測試了藥物和化合物對500個干細胞的保護作用。為了模擬單細胞克隆過程中出現(xiàn)的細胞壓力，研究人員隨后開發(fā)了一種新的測定法(測試)，使他們能夠一次檢查僅10個細胞上的7500多種化合物的作用。
標簽： 小分子雞尾酒
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