干細(xì)胞非常易變，它會成什么器官或組織一直讓科學(xué)家琢磨不定。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)8月28日報道，最近，在美國化學(xué)學(xué)會第242屆國際學(xué)術(shù)研討會暨展覽會上，科學(xué)家們匯報了一種先進(jìn)的細(xì)胞培養(yǎng)表面，有助于科學(xué)家控制干細(xì)胞的發(fā)育方向。該研究為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了一種先進(jìn)方法，以此培養(yǎng)的器官和組織可用于移植和治療疾病。

    多能性人類胚胎干細(xì)胞是從胚胎衍生而來的細(xì)胞，具有發(fā)育成上百種細(xì)胞的可能。培養(yǎng)系統(tǒng)具有某種“不確定性”，不同批次的小鼠細(xì)胞可能出現(xiàn)多種變化，而控制它們的分化方向是干細(xì)胞醫(yī)療應(yīng)用研究中的一大障礙。以前的方法是添加調(diào)控生長的物質(zhì)，但這可能會給細(xì)胞帶來無法預(yù)料的傷害。

    美國威斯康辛大學(xué)化學(xué)系的勞拉-L-基斯林博（微博）士在報告會上表示，干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)、新藥開發(fā)、生物醫(yī)療前沿中都有很大潛力，但要開發(fā)這種潛力必須克服兩個難題：第一，找到能在實驗室培養(yǎng)繁殖人類干細(xì)胞的方法；第二，控制干細(xì)胞按需分化，生長為心臟、大腦等任意類型的細(xì)胞。新方法在解決這些問題方面取得了良好效果。

    基斯林和同事人工合成出一種純化學(xué)培養(yǎng)基面，其外層表面與不同的多肽（構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位）相對應(yīng)，能大大降低干細(xì)胞發(fā)育方向的不確定性。這種純化學(xué)的培養(yǎng)基面能對細(xì)胞的“信號”路徑施加一種控制。“信號”是細(xì)胞內(nèi)分子之間互相通訊的方式，比如告知免疫細(xì)胞準(zhǔn)備抵抗外來感染，或告知胰腺細(xì)胞機體需要更多胰島素等等。通過控制干細(xì)胞內(nèi)部的分子通訊，研究人員能告知干細(xì)胞發(fā)育成某種特定的細(xì)胞。

    為了測試這種純化學(xué)培養(yǎng)基面改變信號的能力，研究人員還用β轉(zhuǎn)化生長因子（β-TGF，能控制細(xì)胞從生長到毀滅的多種功能活性）對癌細(xì)胞進(jìn)行了測試，實驗結(jié)果表明，這種培養(yǎng)基面可以促進(jìn)傷口愈合。基斯林解釋說，β-TGF雖然有助于傷口愈合，但如果它接觸到健康皮膚，會造成皮膚發(fā)炎。而通過這種培養(yǎng)基面，比如設(shè)計一種繃帶，只在身體局部集中某種特殊的多肽，可讓β-TGF只集中在傷口部位。

    基斯林認(rèn)為，要通過組織工程培養(yǎng)出替代器官，人們必須能操控細(xì)胞的發(fā)展方向。設(shè)計多套與各種多肽對應(yīng)的培養(yǎng)表面，就能引導(dǎo)胚胎干細(xì)胞按照需要進(jìn)行分化。這種培養(yǎng)表面讓實驗室制造器官和組織更加容易，是一種更先進(jìn)的干細(xì)胞生產(chǎn)方法。