美國斯坦福大學的科學家們研發了一種新型非侵入性干細胞追蹤法,用鐵補充劑追蹤干細胞。這項新技術未來可以應用于,在提取患者自身的骨髓間充質干細胞移植到膝蓋關節損傷部位治療后,幫助醫生確定干細胞移植手術是否成功。這項研究成果發表在Radiology雜志上。
該研究的之前的研究對象是嚙齒類動物。今年秋天,科學家計劃開展人類臨床試驗,提取患者自身的骨髓間充質干細胞移植到膝蓋關節損傷部位治療。 骨髓間充質干細胞可以分化為骨骼、軟骨、肌肉、脂肪和肌腱,但是不能分化為其他類型的細胞。
該研究報告的作者之一,同時開展放射學研究和臨床治療工作的Heike Daldrup-Link博士說,每年門診接診關節炎患者的人數高達4400萬,其中需要進行膝關節置換的達70萬。針對處于發病初期的年輕患者,如果及時進行受損軟骨修復術可能會防止病情進一步惡化,未來生活中也不用擔心需要進行膝關節置換。
雖然利用間充質干細胞修復受損的軟骨組織這項研究已經取得了一定的進展。“但是在整個過程中可能會出現很多問題:移植的干細胞可能會死亡;它們可能會遷移到其他部位;它們還可能會分化為軟骨以外的其它組織,比如說疤痕組織” 斯坦福大學分子成像計劃組成員之一Heike Daldrup-Link說道。
由此看來,對移植到患者膝關節部位的干細胞進行追蹤是很有必要的。隨著該干細胞追蹤技術的應用,利用磁共振成像可以很直觀的觀察手術幾個星期以后干細胞的情況。這可以給骨科醫生提供信息幫助他們判斷手術是否成功。
干細胞移植過程是:首先標記的間充質干細胞與造影劑共同孵育后,然后轉移到離心機中離心,最后將沖洗過的干細胞移植到患者體內。這個過程涉及對骨髓中的干細胞進行標記。所以,在從大鼠骨髓提取干細胞之前,項目負責人Aman Khurana博士和Fanny Chapelin副研究員將納米氧化鐵(一種美國食品藥品管理局認證許可的由氧化鐵納米粒子組成的,用來治療貧血的鐵補充劑)注射到大鼠的骨髓中。當該物質充分進入間充質干細胞后,研究人員提取細胞將其注入大鼠膝關節受損部位。四個星期以后,他們對細胞的核磁共振信號進行檢測。
Heike Daldrup-Link和其他研究人員曾經在體外實驗中使用納米氧化鐵作為標記物對干細胞進行標記,發現間充質干細胞很少吸收這種物質。但是有趣的是,這次的研究結果表明,在體內,間充質干細胞大量吸收這種物質。即便是在幾個星期以后,移植到大鼠膝關節受傷部位的間充質干細胞含有大量的鐵元素,可以檢測到很強的核磁共振信號。
Heike Daldrup-Link博士表示,在實驗室中對細胞進行標記可能會導致細胞污染,這項新技術的細胞標記過程是在體內進行的,所以可以降低細胞污染的風險。另外,還可以從關節炎患者自身提取骨髓間充質干細胞移植到其受損的膝關節部位進行治療。
這項技術將患者自身的細胞從一個部位移植到另外一個部位,在干細胞自體移植方面是一個巨大的突破。矯形外科專家Jason Dragoo副教授計劃進行一項臨床試驗,提取患者自身的骨髓間充質干細胞移植到膝蓋關節損傷部位治療。
Heike Daldrup-Link說,這項新技術的亮點就在于發現了一個事實,鐵補充劑可以用來追蹤干細胞。
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