زیست مواد مهندسی شده برای کنترل تمایز عصبی سلول های بنیادی
تاریخ انتشار: جمعه 17 خرداد 1398
| امتیاز:
سلول های بنیادی با پتانسیل تمایز عصبی، یک مسیر درمانی امیدوار کننده هم برای درمان بیماری های عصبی و هم به عنوان سیستمی برای افزایش درک پایه ما از زیست شناسی بیماری ها در شرایط آزمایشگاهی محسوب می شوند. محیط های خارج سلولی دقیقا کنترل شده ای که ابعاد حیاتی تکوین جنینی را تقلید می کنند یا نیچ سلول های بنیادی بالغ، برای تضمین تمایز موثر به نوع سلول مورد نیاز ضروری هستند. زیست مواد، به طور ویژه مسیرهای جدید برای هدایت تمایز سلول های بنیادی را از طریق ارائ دقیق سیگنال های بیوشیمیایی و بیوفیزیکی را مقدور می سازند. علاوه بر این، از آن جایی که کاربرد تکنولوژی های سلول های بنیادی نیاز به کشت های مقیاس پذیر را ضروری می سازد، زیست مواد در حال تبدیل شدن به ابزارهای ارزشمند برای هدایت رفتار سلول های بنیادی در کشت های مقیاس پذیر، پیچیده و سه بعدی هستند. در این مطالعه مروری، ما سیگنال های حیاتی که عصب زایی را هدایت می کنند و هم چنین این امر که زیست مواد چگونه می توانند برای کنترل و هدایت تمایز عصبی سلول های بنیادی پرتوان و بالغ استفاده شوند را مورد تاکید قرار می دهیم. علاوه براین، ما تکنولوژی های جدید اخیر که پیشرفت در زمینه تنظیم مبتنی بر مواد سلول های بنیادی را مقدور می سازند را بحث می کنیم. در نهایت ما وضعیت فعلی این زمینه و هم چنین این امر که چگونه نسل جدید زیست مواد می تواند کشت مقیاس پذیر سلول های بنیادی برای سلولو درمانی را مقدور سازد و هم چنین مدل های بافتی نوظهور برای مطالعه ریخت زایی بافتی و پاتولوژی بیماری را نشان می دهیم.
Brain Res Bull. 2019 May 16. pii: S0361-9230(19)30094-2. doi: 10.1016/j.brainresbull.2019.05.007. [Epub ahead of print]
Engineering Biomaterials to Control the Neural Differentiation of Stem Cells.
Zimmermann JA1, Schaffer DV2.
Abstract
Stem cells with the potential for neural differentiation are a promising therapeutic avenue both for treating neurological disease and as a system to advance our fundamental understanding of disease biology in vitro. Precisely controlled extracellular environments that recapitulate critical aspects of embryonic development or the adult stem cell niche are necessary to ensure effective differentiation into the desired cell type. Biomaterials in particular have enabled new avenues for directing stem cell differentiation through the precise presentation of biochemical and biophysical cues. Furthermore, as translation of stem cell technologies necessitates the need for scalable cultures, biomaterials will continue to be valuable tools for guiding stem cell behavior in scalable, complex, three-dimensional cultures. In this review, we highlight the critical signals that guide neurogenesis and how biomaterials can be used to control and direct the neural differentiation of pluripotent and adult stem cells. In addition, we discuss recent new technologies that are further advancing material-based regulation of stem cells. Finally, we highlight the current state of the field and how next-generation biomaterials can enable scalable stem cell culture for cell replacement therapies as well as emerging advanced tissue models for studying tissue morphogenesis and disease pathology.
PMID: 31103526