在骨髓深處存在一種細胞稱為骨髓間充質(zhì)干細胞（MSCs）。這些未成熟的細胞可以分化成產(chǎn)生骨骼、軟骨、脂肪或肌肉的細胞，科學家一直試圖將這個特征用于組織修復(fù)。
在一項有望讓這種干細胞療法開發(fā)更加容易的研究中，來自麻省理工學院（MIT）和新加坡-麻省理工學院學術(shù)聯(lián)盟（SMART）的一個研究小組，已經(jīng)確定了MSCs的三個物理特性，利用這些特性，可以將其與骨髓中存在的其他免疫細胞區(qū)分開來?；谶@些信息，他們計劃制造一種能夠快速分離MSCs的設(shè)備，使我們更容易地產(chǎn)生足夠干細胞用于患者治療。
直到現(xiàn)在，仍然還沒有很好的方法，能夠從已經(jīng)開始分化成其他細胞類型、但是細胞表面共有相同分子的骨髓細胞中分離MSCs。本文資深作者、MIT材料科學與工程、生物工程學副教授說，這可能就是為什么不同實驗室的研究結(jié)果有所差異，以及為什么現(xiàn)在干細胞療法在臨床試驗中不那么有效的一個原因。
研究者說：“有些你正在使用和召集干細胞的細胞，正在產(chǎn)生有益的治療效果，但是你使用的許多細胞并非如此。我們的方法提供了一種方式，來凈化或高度富集這個細胞群中的干細胞?，F(xiàn)在你可以大海撈針，并將它們用于人類治療。”
物理標記
MSCs只占骨髓細胞的很小一部分。其他未成熟的細胞包括成骨細胞，它們已經(jīng)開始發(fā)育為軟骨或骨生成細胞。目前，研究人員試圖根據(jù)存在于細胞表面的蛋白標志物來分離MSCs。然而，這些標志物并不是MSCs*的，也可以產(chǎn)生其他類型更分化的未成熟細胞。
研究者說：“傳統(tǒng)的細胞表面標志物，常被用來從人骨髓中分離不同類型的干細胞，但是它們?nèi)狈ψ銐虻?lsquo;分辨率’來區(qū)分具有不同功能的間充質(zhì)干細胞亞群。”
研究人員開始尋找多潛能性（multipotency）——能夠變成許多不同細胞類型的能力——的生物物理標志物。他們首先懷疑，細胞大小可能是一個因素，因為胎兒骨髓干細胞——往往具有較高比例的MSCs——通常直徑較小。
為了驗證這一假設(shè)，研究人員使用Han以前開發(fā)的一種裝置，根據(jù)腫瘤細胞的大小來捕捉循環(huán)的腫瘤細胞。他們根據(jù)大小分離骨髓細胞，發(fā)現(xiàn)較大細胞中沒有一個是多能細胞，并非所有的較小細胞都具有多能性，所以僅僅憑大小不能區(qū)分MSCs。
在對其他幾個物理性狀進行測量之后，研究人員發(fā)現(xiàn)有兩個性狀，可以與大小相結(jié)合，將MSCs與其他干細胞*區(qū)分開來，這兩個性狀是：細胞的剛度和細胞核膜的波動度。
研究者說：“你不需要比這三個性狀更多，但是你也不能少于這三個性狀。現(xiàn)在我們有三個一組的特征，可識別將會具有多能性的細胞群，與只會成為骨骼或軟骨細胞的細胞群。”
研究者說，這些特征似乎與我們已經(jīng)知道的干細胞特征一致。與已經(jīng)致力于其zui終命運的細胞相比，未成熟的細胞其遺傳物質(zhì)在細胞核內(nèi)來回運動，產(chǎn)生更多的核細胞膜波動。與高度分化的細胞相比，干細胞也具有剛性較小的細胞骨架結(jié)構(gòu)（至少在其粘附在玻璃這樣的材料上時），從而使那些粘附的細胞似乎不那么僵硬。
更好的再生
然后，研究人員在小鼠中檢測了分離的MSCs的再生能力。他們發(fā)現(xiàn)，這些細胞能夠幫助修復(fù)肌肉和骨損傷，而被確定為成骨間質(zhì)細胞的細胞，能夠修復(fù)骨骼，而不是肌肉。
研究者說：“我們提供證據(jù)表明，間充質(zhì)干細胞亞群可以被識別，并高度濃縮用于骨生長和肌肉修復(fù)。我們設(shè)想，這種方法對用于一系列組織退行性病變患者組織修復(fù)的骨髓干細胞的選擇和純化，也很重要。”
現(xiàn)在，該研究小組正致力于MSCs分離的高速方法。制備此類細胞的更純細胞群，應(yīng)該會為組織修復(fù)帶來更有效的干細胞療法。
