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。
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?，F(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。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)該會為組織修復帶來更有效的干細胞療法。
