胚胎干細(xì)胞能夠分化為機(jī)體中任何類型的細(xì)胞，是再生醫(yī)學(xué)中的重要細(xì)胞來源。然而，這些干細(xì)胞的臨床應(yīng)用還面臨著不少阻礙。
培養(yǎng)人類胚胎干細(xì)胞的研究者們發(fā)現(xiàn)，核型正常的細(xì)胞在植板（plating）之后只有少數(shù)能夠分裂，而且它們的子細(xì)胞還會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的死亡，很少能形成可以*增殖的克隆。
對(duì)單個(gè)人類胚胎干細(xì)胞進(jìn)行了延時(shí)成像，并由此鑒定了限制干細(xì)胞生長(zhǎng)的主要瓶頸。研究顯示，在*培養(yǎng)過程中發(fā)生了適應(yīng)性突變的干細(xì)胞，受到的生長(zhǎng)限制有所緩解，能夠進(jìn)行更有效的擴(kuò)增。
我們研究胚胎干細(xì)胞，是因?yàn)樗鼈冇谐蔀槿魏渭?xì)胞類型的潛力。通過體外培養(yǎng)獲得大量未分化的胚胎干細(xì)胞，是用這些細(xì)胞進(jìn)行治療的前提。問題是這些細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)容易大量死亡，擴(kuò)增效率比較低。
“在*體外培養(yǎng)的條件下，胚胎干細(xì)胞能夠通過自發(fā)突變，提高自己的生長(zhǎng)能力。為了安全使用這些細(xì)胞進(jìn)行治療，我們需要了解培養(yǎng)條件對(duì)細(xì)胞的影響，以及細(xì)胞對(duì)此做出的適應(yīng)。”
研究人員將延時(shí)顯微成像、單細(xì)胞追蹤技術(shù)和數(shù)學(xué)模型結(jié)合起來，對(duì)普通胚胎干細(xì)胞和已經(jīng)適應(yīng)培養(yǎng)的干細(xì)胞進(jìn)行了比較。他們從中確定了影響克隆形成的三個(gè)主要瓶頸：植板后的細(xì)胞生存情況、細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂的情況、以及分裂后的細(xì)胞死亡情況。
研究顯示，在同樣的培養(yǎng)條件下，已經(jīng)適應(yīng)培養(yǎng)的干細(xì)胞在上述三個(gè)方面表現(xiàn)更好，能夠形成更多的克隆。此外，增加細(xì)胞間的接觸或者添加促進(jìn)細(xì)胞生存的化合物，也能緩解這三方面的問題。
我們開發(fā)了一種新的分析方法，通過延時(shí)成像檢測(cè)到了大量的參數(shù)。研究人員打算將這種方法進(jìn)一步完善，形成一個(gè)進(jìn)行成像處理和分析的軟件解決方案，幫助人們?cè)谒幬镅邪l(fā)或培養(yǎng)條件篩選時(shí)，通過延時(shí)成像技術(shù)監(jiān)控細(xì)胞的行為。
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