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干细胞货物包减轻文化中的细胞老化

约翰斯·霍普金斯大学的科学家报告说,成体细胞重新编程成为原始的干细胞,称为诱导多能干细胞(iPSCs),可以制造微小的“货物包”,能够为衰老细胞提供潜在的修复或修复蛋白质,抗体或其他疗法。他们说,他们研究的人类iPSCs比研究中常用于此目的的其他种类的成体干细胞产生更多的包,正式称为细胞外囊泡。

细胞外囊泡在许多类型的细胞中是天然丰富的,其使用含有货物的球体与其他细胞通信。它们大约是细胞直径的百分之一,可以携带从脂肪和蛋白质到核酸的任何物质。研究人员表示,当一个细胞释放细胞外囊泡时,附近的其他细胞会将微小的包及其内容物淹没,这使得它成为一种有吸引力的目标,用于包装治疗过早衰老或老化的病变细胞。

为了将潜在的治疗包装在细胞外囊泡中,科学家通常使用一种称为间充质干细胞的细胞,这种细胞存在于脂肪或骨髓细胞中,并产生其他脂肪和骨细胞。科学家通过遗传修饰干细胞以产生与治疗相关的细胞疗法的囊泡 - 通常是一种蛋白质。

但约翰霍普金斯大学的科学家表示,间充质干细胞不是细胞外囊泡的最佳来源。细胞不像iPSC那样频繁繁殖,并且需要更多细胞来产生治疗用途所需的更大量的细胞外囊泡。此外,间充质细胞在称为胎牛血清的液体中生长最好,其含有潜在的治疗污染细胞外囊泡,难以区分并与源自间充质细胞的细胞外囊泡分离。

相比之下,用于在实验室中储存和喂养人类iPSC的液体,称为Essential 8,不含细胞外囊泡和动物蛋白,约翰霍普金斯大学的科学家发现这些细胞可以产生比间充质干细胞多16倍的囊泡。

“我们希望展示其他研究这种潜在疗法的科学家,即人类iPSC可以有效地产生高度纯化的细胞外囊泡,这种囊泡有朝一日可用于治疗与衰老有关的疾病,”Linzhao Cheng博士说。约翰斯霍普金斯大学医学院的医学和肿瘤学,以及约翰霍普金斯Kimmel癌症中心的成员。

Cheng和他的同事Vasiliki Machairaki,博士,约翰霍普金斯大学医学院神经病学助理教授,博士后研究员刘森泉和其他同事在2月27日在线干细胞上报告了他们的实验结果。

科学家将由人类iPSCs和间充质细胞制成的细胞外囊泡喂养到人类细胞中,这些细胞经过基因工程改造,可以模拟一种名为早衰的疾病,这种疾病比正常细胞更快地老化细胞。当科学家们揭开人类受体细胞并分析它们的蛋白质时,他们发现在由iPSC制成的细胞外囊泡喂养的细胞内,几种抗氧化蛋白质(称为peroxiredoxins)的数量增加了两倍以上 - 这可以防止老化 - 相关的细胞损伤。抗氧化剂有助于防止与细胞老化相关的损害。

Cheng说,iPSC可能有一天最适合提供治疗细胞老化相关疾病,如早衰和ALS(或Lou Gehrig病),但不适用于其他与年龄相关的疾病,如癌症,因为iPSCs是天然设计用于促进细胞生长和再生,一个可以助长癌症的过程。

Machairaki警告说,在囊泡被认为对人类疾病治疗有效且安全之前,需要进行大量研究。她说,研究小组目前正计划在动物模型中进行研究,以找出如何克服免疫系统排斥细胞外囊泡的可能性。

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