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2024-08-02
纳米管改进了斯科讷脐带干细胞。通过将纳米技术与干细胞生物学交叉授粉,研究人员正在创造温和的方法来确保更多的细胞表现更好。造血干细胞在没有显示它们已被修饰的情况下被改变。
“如果你有兴趣在瑞典研究造血干细胞,那么这里就是你要去的地方。”专注于重编程细胞的化学生物学研究员MartinHjort如此说道。
MartinHjort在物理系NanoLund的洁净室实验室里有一只脚,在那里他制造了足够小的纳米管膜,使细胞可以像尼龙搭扣带上的棉绒一样粘在上面。
他将另一只脚留在医学院的实验室,在那里他将DNA和RNA偷偷带入细胞,以对它们进行重新编程,使其具有新的和更好的特性。
“我不太适合那里,”MartinHjort说。
MartinHjort是一位土木工程师和物理学家。他从事的领域从半导体物理学到“超高真空等”。到高级生物学。这使得有必要与医务人员合作。
“我可以在不丢面子的情况下提出问题。我必须与其他人一起研究我的研究应用,”MartinHjort说,并提到了他的同事JonasLarsson和LudwigSchmiderer。
脐带需要速度
至于他为什么开始关注造血干细胞,答案很简单。
“我喜欢血液。它很容易从患者身上获得。例如,比脑活检容易得多。血液也更有趣,因为它在全身水平上涉及整个身体。我对造血干细胞特别感兴趣,因为它们是一种困难但非常重要的细胞类型。它是临床实践中唯一常规用于骨髓移植的干细胞类型,”MartinHjort说。
你如何去得到它们?他在研究中使用的血液干细胞来自斯科讷产科病房的新鲜脐带。造血干细胞很敏感,所以必须要快。旧血不能提供很多干细胞。大学和隆德医院之间的地理邻近起着重要作用。
“技术进步和医学必须齐头并进,”MartinHjort说。
他通过小纳米管插入不同的分子来改善细胞,纳米管创造了进入细胞内部的通路。在直径5毫米的玻璃管底部是一层100纳米厚的微型纳米管膜,厚度是头发的千分之一。MartinHjort在纳米实验室中使用塑料和氧化铝以几乎可笑的简单过程生产这些。
“它只有三到四个步骤。你拿一块水过滤膜,添加氧化铝覆盖表面,甚至是孔内,然后去除顶层铝和一些塑料层。氧化铝是稳定且常用于半导体技术。”
然后造血干细胞粘附在这个显微的维可牢尼龙搭扣表面上。
“纳米管就像细胞的陷阱。反过来,细胞甚至检测不到管子的插入。细胞膜基本上完好无损,除了插入纳米管的地方。这种方法无疑是最友好的细胞,并让它们保持最快乐。细胞是一个生命实体,会受到压力和恶化。有点像人类,”MartinHjort说。
快速的技术发展
关键是让细胞表现得尽可能好并且没有功能受损。但这种方法如何以及为什么看起来如此温和超出了MartinHjort的专业领域。
“我没有考虑它背后的确切机制,而是选择专注于寻找有用的东西,”MartinHjort说。
电子技术的发展速度非常快,由于竞争激烈,很难找到能够带来增长的纯技术创新。自隆德、斯坦福和伯克利同时提出使用纳米管将物质插入细胞的不同方法以来,十年过去了。
“我们也需要技术发展,隆德在这方面处于有利地位。但跨学科方法有更大的潜力,技术和医学方面一起允许一加一等于三。但我可能不会拥有与医生相同的结构化研究方法。我可能会有更即兴和好奇心驱动的方法,”MartinHjort说。
有许多疾病可以通过纳米管辅助细胞编辑来纠正。MartinHjort说,目前人们对镰状细胞性贫血很感兴趣——镰状细胞性贫血是我们血液中血红蛋白形状的遗传异常的统称。
“当然,当我们谈论从患者体内取出细胞时,插入CRISPR(通常称为基因剪刀)并用它对细胞说:现在修复患者自己的细胞——什么时候放将细胞放回患者体内,你必须确保你真的只切到了你应该切的地方。否则,你就有可能创造出可能变成恶性的东西。有了纳米管,我们可以比以往更温和地做到这一点过去,因此保留了更多表现更好的细胞。”
也就是说,他坚信这种方法。他、乔纳斯·拉尔森(JonasLarsson)和路德维希·施米德勒(LudwigSchmiderer)因使用纳米管改善血液干细胞的工作而共同获得了一项创新奖,而纳米管并未明显被修改。对材料科学的兴趣已经扩展到生物学方面。理想情况下,方法应该从一开始就具有可扩展性。
“还有很多工作要做。人们不想生病。或者不得不面对严酷的治疗,”MartinHjort说。
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标签:细胞 MartinHjort 干细胞
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