Nature Protocols：新技术实现细胞预编程

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Nature Protocols：新技术实现细胞预编程
BWH和MIT的科学家们构建了更易于控制的细胞，移植这些细胞可以大大提升细胞疗法的效果和效率。
副教授Jeffrey Karp和James Ankrum博士向细胞内载入了特殊的微粒。这些微粒能够在数天或数周的时间里，通过降解持续为细胞提供指引，长时间控制细胞的行为。这一技术发表在本月的Nature Protocols杂志上。
“不管细胞在机体的什么位置，它的行为都受到自身内部的控制，”Karp说。“目前的细胞疗法，往往是将细胞放在掺有药物的微载体或支架上。这种方法有很大的局限，因为细胞要离这些材料非常近才能起到效果，而且这类材料往往太大难以进入血液循环。我们的新策略与此完全不同的。”
众所周知，培养皿中的细胞更好控制。给这些细胞添加正确的分子或药物，就能改变它们的行为，例如诱导干细胞的分化或者校正癌细胞中的缺陷。在细胞移植后，这种水平的控制就会失效，因为移植细胞主要受自身内部的控制。Karp等人解决了这一问题，他们通过微粒使细胞成为预编程的单位，这一技术称为“particle engineering”。这些稳定存在于细胞内部的微粒，可以长时间控制细胞的行为，决定是释放抗炎症因子，还是再生受损组织。
“将这些颗粒内化到细胞后，可以立刻进行移植，也可以将其冷冻保存，”Karp说。“这些细胞移植到患者体内后，微粒开始从内部释放药剂，控制细胞是进行分化还是参与免疫调节。”
细胞疗法可以用来摧毁肿瘤、替代坏死组织、和促进再生。目前细胞疗法面临的一个最大挑战是，如何在细胞移植后有效控制其功能和命运。这项新研究中的技术，利用持续释放药剂的细胞内微粒，实现了对细胞表型的长时间控制（从数天到数周）。
将这一技术普及到临床应用可能还需要上十年时间，不过研究人员指出，这一技术可以在许多研究领域为人们提供帮助。“这是一个通用的平台，可以帮助人们在体内跟踪和控制细胞，诱导干细胞的分化，或者改变细胞与免疫细胞的互作方式，”Ankrum说。
研究显示，“particle engineering”可以实现对多种不同类型的细胞进行改造，包括干细胞、免疫细胞和胰腺细胞。人们可以利用这一技术，控制细胞活力、细胞分化、细胞增殖以及细胞的分泌蛋白组。此外，这一技术还能够向细胞的微环境释放药物，例如地塞米松、罗丹明和氧化铁。