科学家发现小分子鸡尾酒，改善干细胞在研究中使用，医学

国家健康研究院的研究人员（NIH）设计了四部分的小分子鸡尾酒，可以保护称为诱导多能干细胞（IPSC）的干细胞免受应力并保持正常的干细胞结构和功能。研究人员表明，鸡尾酒可以增强干细胞的潜在治疗用途，从治疗疾病和病症 - 例如糖尿病，帕金森病和脊髓损伤 - 基因组编辑。

人类多能干细胞是细胞在理论上，可以永远成长并用作专用细胞的取之不尽的源，例如脑，肾和心脏细胞。但干细胞是敏感的，并且它们在药物中的潜在用途受到在细胞培养皿中生长的应力阻碍，这可能会损害其DNA并导致细胞死亡。

在一系列的实验中，由美国国立卫生研究院(NIH)国家推进转化科学中心(NCATS)干细胞转化实验室主任Ilyas Singeç， M.D, Ph.D.领导的科学家们使用了一种新的方法高通量筛选系统地测试成千上万的化合物和药物以鉴定大大改善干细胞存活和降低细胞培养应激的独特组合。Singeç和他的共同调查人员描述了他们如何开发鸡尾酒，称为Cept，及其潜在应用可能3自然方法。

“小分子鸡尾酒是保护细胞并使干细胞使用更可预测和高效。在预防通常发生的细胞应激和DNA损伤时，我们都避免细胞死亡并提高存活细胞的质量，”Singeç说。“这种鸡尾酒将成为干细胞领域广泛使用的主要产品，并促进干细胞在研究和临床中的应用。”

IPSCs源自重编程的皮肤或血细胞。为了改善文化的生存，Singeç和他的团队最初测试了超过15,000名美国食品和药物管理批准的药物和来自NCATS系列的研究的小分子化合物。在可以抑制岩石活性的20种药物和化合物中，一种参与干细胞应激的激酶酶，它们发现化合物铬1比广泛使用的化合物Y 27632更有效地改善细胞存活。

为了进一步改善细胞生存，Singeç和他的同事使用NCATS的矩阵药物筛选能力，寻找Chroman 1和其他药物和化合物之间的潜在协同作用。基质药物筛选使调查人员能够研究药物组合的影响，并确定这些药物法案的可能机制。研究人员鉴定了一种调查药物，欧洲人，即在与Chroman 1结合时，可以提供额外的支持，以改善干细胞活力。

根据Singeç，干细胞生物学的重要努力是一种称为单细胞克隆的实验过程。尽管在大群中培养干细胞是更容易的，但在细胞培养板的微小井中培养单细胞克隆一种细胞 - 对细胞和效率非常有压力。该过程具有基因编辑和建立细胞系的关键应用，这些方法是从单个细胞中产生的细胞培养物。

在其初始筛选工作中，该团队在板孔中测试了药物和化合物对500个干细胞的保护作用。为了模仿单细胞克隆期间看到的细胞应激，然后研究人员开发了一种新的测定（测试），以便它们一次仅在10个细胞上检查超过7,500种化合物的影响。

该测试导致鉴定第三种化合物，反式胰岛素，即使在每个板中少量细胞少，也能够增强细胞存活。额外的实验表明混合物化合物称为多胺 - 与Chroman 1，Emricasan和Trans-Isrib的组合最适合单细胞克隆。

“细胞需要妥善培养，他们必须具有良好的品质进入患者，”NCATS代理主任Joni Rutter，Ph.D.“通过寻找保护干细胞免受损伤的新方法，这些结果最终可能对许多不同疾病，包括癌症，阿尔茨海默氏病等的巨大影响。”

该团队进行了一系列实验来测试鸡尾酒的用途。例如，研究人员显示，Cept改善了干细胞的生物库，称为冷冻保存，这涉及冷冻细胞，通常对它们非常有压力。冷冻保存对于将干细胞带到诊所至关重要，但在解冻过程中，大量细胞丢失或损坏。鸡尾酒显着改善了这个过程。

在另一个测试中，研究人员研究了使用已经分化为心脏细胞，运动神经元和其他细胞类型的IPSC上的鸡尾酒。他们发现，用CEPT处理的这些更分化的细胞也更加可行并且显示出改善的功能。Singeç还注意到组织工程中鸡尾酒的潜在用途以及用于再生医学的各种细胞类型的生物制造药物发展。

“在过去的20年里，我们一直无法在最理想的条件下培养人类干细胞，”Singeç说。“我们的方法可以提高安全性，并确保下一代干细胞系在进入临床前以高质量培养。”

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