干细胞是生物世界的”大明星“。干细胞具有自我更新能力和分化潜能，可以转化为体内几乎任何类型的细胞，因此在治愈从脊髓损伤到癌症的各种疾病方面有巨大潜力。
干细胞培养存在两个挑战：一是如何在有限的空间培养更多的干细胞；二是，一旦分裂多次，干细胞的“多能性”会丢失，即不容易维持其多能性状态而分化为其他类型的细胞。
最近发表在《自然材料》(Nature Materials)上的一篇论文中，斯坦福大学的Sarah Heilshorn描述了一种快速有效地大量培养干细胞的方法，且能够使神经干细胞既能维持自我更新能力又保持分化潜能。
Heilshorn研究的神经干细胞，能够分化为神经系统的神经元和其他细胞。这些类型的细胞，如果数量足够，可以用于治疗脊髓损伤、创伤性脑损伤或治愈一些最严重的神经系统退行性疾病，如帕金森氏症和亨廷顿舞蹈病。
在她实验室开发的这种新型聚合物凝胶，可以使细胞实现三维生长。这种新的三维生长方式所占用的空间，不到目前干细胞培养所需空间的1%，并且只需更少的营养和能量。
这种新型凝胶实现干细胞大量培养的原理在于，它能够使干细胞对长分子进行重组，并与另一个细胞保持物理接触，以维持细胞之间的关键信号通道。如果干细胞不能重组凝胶，它们就不能相互接触。如果不能相互接触，干细胞不会完全死亡，但失去了再生能力，也就失去了治疗价值。
依照培养其他类型干细胞的经验，凝胶必须模拟细胞最终被移植的组织的硬度。令人惊讶的是，神经干细胞对凝胶硬度不敏感，而凝胶的可塑性对于其多能性维持至关重要。
接下来，Heilshorn的研究计划是开发出可以直接从培养皿注入到人体内的临床级凝胶。这种可能性让她对干细胞疗法再次感到乐观。她说：“有一段时间，由于临床结果不理想，这一领域似乎撞上了一堵墙。生物学和工程学的融合让我对干细胞研究再次充满希望，希望我们最终能真正解决一些大问题。”
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编译：谷氨酸 编辑：张梦 程建兰
来源：斯坦福大学官网
