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我国科学家世界首创新型细胞培养变色水凝胶

原标题:我国科学家世界首创新型细胞培养变色水凝胶

蚯蚓切成两半可以再生,壁虎断尾后可以重新生长,海星的任何一角都能重新恢复成完整的身体……让动物拥有神奇再生能力的“功臣”,是干细胞的不断分化和再生。如果掌握了干细胞培养的技术,人类的身体组织和器官是不是也能获得重生呢?

利用三维培养干细胞技术再造组织和器官,已经成为生命健康的重要研究方向。日前,天津大学仰大勇教授成功研发细胞可用变色水凝胶,全球首次实现“无染色剂观测细胞三维培养”,点亮人造器官“生命之树”。该成果发表于国际期刊《先进科学》,相关材料和技术已申请中国发明专利。

干细胞是一种具有再生和分化能力的细胞,在特定培养环境下,可定向分化成多种组织器官。三维细胞培养技术是目前人类再造人体组织和器官的主要手段,科学家已经利用这一技术成功培育出轮廓逼真、自然柔软的人造“耳朵”和“鼻子”。

“如果说细胞是一粒种子,而我们研制的新型水凝胶就好像肥沃的土壤,不仅为种子的生长提供牢固的根基和充足的养分,同时创造一种发光环境,为更好地观察种子生长提供便利。”仰大勇介绍,三维培养技术为细胞提供了一个更加接近体内生存条件的微环境。然而,目前科学家不得不通过添加染色剂的方式,让生长中的细胞组织“亮起来”以观察其生长情况。这些染色剂通常含有毒性,组织培养和器官生长会造成一定损害。

该团队研发的新型细胞培养变色水凝胶具有良好的生物相容性,对细胞没有毒副作用,可以作为一种优良的三维细胞培养基质。特别值得一提的是,这种水凝胶对于外加的离子刺激具有快速可逆荧光响应,在观测细胞时能实现基质荧光的实时开关可控,这些外加的离子对于细胞生长没有影响。荧光“关”时,用于消除背景荧光的干扰,从而更方便地观测多染色的细胞结构;荧光“开”时,“点亮”基质,用于定位细胞在基质中的相对位置。

据了解,这一新材料在生物医学领域具有巨大的应用潜力,它为细胞提供了一个更加接近体内生存条件的微环境,可作为一种优良的细胞培养基质用于干细胞的三维培养,实现组织修复和器官再生,为造福人类生命健康带来新的希望。

中国青年报·中青在线记者 胡春艳 通讯员 焦德芳返回搜狐,查看更多

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