近日，多倫多大學(xué)科學(xué)家研發(fā)出里一種新方法，ELISA試劑盒它能夠快速篩選人類干細胞和控制它們轉(zhuǎn)換。這項研究工作是由多倫多大學(xué)加拿大生物工程學(xué)科學(xué)家 Peter Zandstra 教授實驗室完成。這一技術(shù)可能有助于再生醫(yī)學(xué)和藥物研發(fā)新發(fā)現(xiàn)。相關(guān)文章發(fā)表于2013年10月20日的《Nature Methods》雜志上。
ELISA試劑盒這項工作使得我們更好地了解了如何更有效地將干細胞轉(zhuǎn)化為臨床可用的細胞類型，多倫多大學(xué)生物材料和生物醫(yī)學(xué)工程（IBBME）研究所博士生 Emanuel Nazareth 說。
人類利用了人類多能干細胞（hPSC），這類細胞有潛力分化并zui終變成體內(nèi)所有的細胞類型。Nazareth 說，讓干細胞長成如皮膚細胞或心臟組織這樣的特定細胞類型的關(guān)鍵在于，要在適當(dāng)環(huán)境的細胞培養(yǎng)物中培育它們，然而由于不同干細胞類型的環(huán)境各異，獲得合適的環(huán)境一直以來是一個挑戰(zhàn)。
研究人員開發(fā)了一種高通量平臺，其利用機器人和自動控制裝置可一次對多種化合物或藥物進行測試，在可控環(huán)境中篩查hPSCs。有了這一平臺，他們能夠控制干細胞克隆的大小、細胞密度和其他的參數(shù)，從而能夠更好地研究隨著干細胞分化或轉(zhuǎn)化為其他細胞類型它們的特性。這項干細胞研究是在優(yōu)化微環(huán)境中完成，研究人員篩查并觀察了當(dāng)導(dǎo)入不同的化學(xué)變化時這些細胞的行為。
利用這一平臺，研究人員進行了單細胞蛋白質(zhì)表達譜分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，可利用干細胞內(nèi)的兩種特異蛋白質(zhì) Oct4 和 Sox2，來追蹤干細胞可以轉(zhuǎn)化的四種主要早期細胞命運：多能性，神經(jīng)外胚層、胚線和胚外細胞命運，允許一次完成四種篩查。研究人員應(yīng)用這一 Oct4-Sox2 代碼分析了 27 種發(fā)育因子的劑量反應(yīng)獲得了譜系特異性的*濃度，并量化了細胞系特異性的內(nèi)源信號通路激活和分化偏好。
這項研究工作還提供了一種方法來研究細胞系之間的差異，用來預(yù)測像異常染色體這樣的特定遺傳信息。更重要的是，相比于現(xiàn)有的其他技術(shù)，這些預(yù)測可以在很短的時間內(nèi)完成，并且比其他的測試和篩查方法成本大為降低。
“我們預(yù)計這一技術(shù)將為開發(fā)出新策略，ELISA試劑盒鑒別許多不同的干細胞類型的細胞命運控制分子或藥物奠定基礎(chǔ)，” Zandstra 說。
ELISA試劑盒作為一種藥物篩選技術(shù)，它相比于原有技術(shù)進行了顯著的改善。在某些情況下，這一新技術(shù)可將測試時間從多達1個月縮短至僅僅2天。”
由于其對干細胞研究所做出的貢獻，Peter Zandstra 教授今年被授予了 2013 年度 Till & McCulloch 獎。