当前,干细胞疗法需要大量特定类型的人体细胞。近期,南非约翰内斯堡大学的科学家经过研究发现,将近红外激光照射到源自人体脂肪的成体干细胞上,可使干细胞的复制速度提高54%,而用绿光激光可以使干细胞以更快的速率转化为不同种类细胞。在实验室的条件下,成体干细胞经过连续激光照射,会导致增殖和分化增加。
人体具备的自我修复功能可以让健康的皮肤再生,骨头从骨折中愈合。但患有骨质疏松症等疾病的人清楚地知道当他们的身体无法进行修复时会发生什么。于是,这些人群的生活被缩小到获得医疗保健所允许的范围内。
如果有一种方法可以创造修复受损组织所需的健康细胞,那么新的疗法可以在未来改善人们的生活质量。众所周知我们每个人的身上都有脂肪,对于想瘦身的人士来说希望通过锻炼或饮食计划减少它们。但鲜为人知的是,人体的腹部脂肪可能在未来会成为一种全新的个人药物的来源。
在人体脂肪组织中隐藏着称为脂肪干细胞的“原始”细胞。任何年龄段的人都拥有这些干细胞,它们能够转变为骨细胞、肝脏或心脏细胞。理论上,脂肪干细胞可以转变为人体任何部位所需的细胞类型。
■将近红外激光和绿光照射到脂肪干细胞上,可同时提升增殖和分化速度(来源:约翰内斯堡大学,Therese van Wyk平面设计)
用激光照射干细胞
约翰内斯堡大学激光研究中心主任Heidi Abrahamse教授表示,在实验室中培养这样的组织细胞需要快速可靠地进行。希望干细胞疗法可以帮助患有骨质疏松症等疾病的人群,在未来可以增强人体自我修复能力。
对于骨质疏松症的患者,本应分化进入骨骼的细胞停止了工作。但是目前使用干细胞疗法治疗慢性疾病的临床试验并不像预期的那样有效。在过去的试验中,研究人员使用化学或生物方法促进细胞分化。
Heidi Abrahamse教授谈到,研究团队在一种称为光生物调节的技术中使用激光,将特定波长的激光照射到干细胞上以刺激分化。研究旨在寻找一种有效地将干细胞增殖和分化为其他组织细胞的方法。
■从左到右依次是Anine Crous博士、Heidi Abrahamse教授、Madeleen Jansen van Rensburg女士(来源:约翰内斯堡大学)
两种激光依次照射
通常,研究人员在实验室中对干细胞照射红光激光和近红外激光。两个波长段的激光照射可使细胞繁殖成更多相同的干细胞,这个过程称为增殖。但是要修复身体的任何部位,还需要将干细胞转变为所需的其他类型细胞,这个过程称为分化。
此前的研究发现,红光激光和近红外激光在分化细胞方面并十分理想。对此,研究人员尝试采用了一种新的激光组合。他们用绿光激光(525nm)照射脂肪的干细胞。他们还在干细胞上连续照射了绿光激光和近红外激光(825nm)。
“我们希望利用近红外和绿光激光波长的优势,同时获得干细胞的增殖和分化。这种激光结合看起来很有希望。”该研究所的博士后研究员Anine Crous博士说。使用近红外和绿光激光 导致干细胞的增值效率提升了54%。
与对照的试验数据相比,活性氧种类也高出了50%,这意味着分化程度要高得多。干细胞增加了细胞腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)。这些细胞还具有更高的线粒体膜电位,这意味着倍增的分化细胞可以储存更多的能量。
“使用近红外和绿光激光能使脂肪干细胞快速繁殖,还可以实现充分的分化。我们将进一步研究这种方法以实现细胞再生的目标。”Crous补充道。
走向个性化医疗
随着人体的老化,身体的修复机制会逐渐减弱直到失效。这时候细胞不再像过去那样努力做增值和分化的工作。幸运的是,身体的脂肪沉积物中隐藏着脂肪干细胞。随着使用激光治疗方法的到来,将有助增强人体的自然修复能力。
Crous认为这种再生技术是迈向个性化医疗的重要一步。总有一天,化学治疗由于其难以控制的副作用将会逐渐退出历史舞台,未来为特定人群“调整”干细胞治疗将会实现。
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