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科学家开发出第三只眼来检查干细胞

来自俄罗斯和美国的一个联合科学家小组设计了一种用三种不同标记标记分裂干细胞的方法。到目前为止,只能同时使用两个标签。这种新方法将提高干细胞分裂分析的准确性和速度,并揭示干细胞的新种群。

在论文中作为干细胞报告的封面故事,研究人员证明三重标记可用于研究大脑和其他组织中干细胞的分裂。由Grigori Enikolopov领导的研究小组由莫斯科物理科学与技术研究所(MIPT),美国石溪大学,美国冷泉港实验室和俄罗斯科尔佐夫发育生物学研究所的专家组成。科学院。部分研究在国家研究中心Kurchatov研究所进行。

细胞再生

包括大脑在内的各种组织和器官都有干细胞负责组织更新。与普遍认为神经元不再生的观点相反,成人大脑具有所谓的神经发生 - 新神经元的形成 - 发生的区域。神经发生被认为对学习和记忆至关重要。它还在应对压力和修复受损神经组织方面发挥重要作用。通常,组织再生以下列方式进行:在干细胞自身复制后,其一些后代用于补充干细胞的供应,并且一些转化为其他类型的细胞以修复损失或损伤。所有组织的过程都不一样。科学家们希望发现的是所有类型干细胞共有的机制以及它们可以受到影响或改善的方式。

当干细胞复制时,当DNA合成发生并且染色体重复时,它经历称为S期的阶段。在细胞周期的那个阶段,可以通过向细胞提供标记的构建块(核苷酸)来标记新的DNA链,其成为新DNA的一部分。此外,当这些细胞分裂和再生时,它们的子细胞也将被标记。然后科学家可以使用荧光抗体检查组织,观察有或没有标记DNA的细胞,并跟踪这两个种群的命运。组合地,如果使用具有两种不同标签的核苷酸,则不同标记的细胞群的数量增加至8。使用具有三种不同标签的核苷酸将该数量增加至128。

即使这种具有三种或更多种不同标签的核苷酸可用,但科学家们很难将它们与它们在经历重复的细胞中的组合区分开来。这主要是因为抗体不完美并且不仅可以与其预期目标结合,而且可以与类似目标结合。

如果发生这种情况并且两个标签都标有相同的抗体,则无法区分彼此。科学家们决定添加另一种标签,这种标签不是通过应用抗体而是通过使用所谓的点击化学来识别的 - 也就是说,在化学反应中添加荧光着色剂。主要的困难是在三重标记中,化学着色剂使某些斑点无色,并且这些斑点与抗体反应,产生错误信号。结果,无法区分这三个标签。然而,研究人员提出了一种通过添加与原始试剂相关的无色物质并使抗体无法接近来密封这些区域的方法。

在本文中,科学家成功地明确地和定量地分离了标签的信号,揭示了通常被忽视的具有不寻常特征的干细胞群。研究人员采用三重标记技术分析大脑,肠道和睾丸中的干细胞,使用其他技巧有效地扩展技术,使分裂干细胞的标记翻两番。对肠细胞的分析特别具有说明性:相隔24小时提供不同的标记显示当时出生的干细胞群及其后代沿着绒毛 - 指状突起在肠中扩散。

此外,三重标记有助于高精度地识别神经发生的新关键参数。因此,该论文的作者能够设计出一种工具,用于研究任何给定组织中的干细胞,揭示干细胞的新特征,并超越以前可用的精确技术。它还加快并简化了研究程序。

MIPT脑干细胞实验室的高级研究科学家,该论文的作者之一Oleg Podgorny对该研究进行了评论:“我们在各种条件下,如行为,在小鼠的神经发生分析中广泛使用三重标记。测试,特殊饮食方案,接触辐射和用于医学治疗的药物,包括用于抗肿瘤治疗的药物。此外,我们一直在应用该方法来检查神经系统疾病的药物,特别是阿尔茨海默氏症,如何影响神经发生。患有阿尔茨海默病的患者会遇到记忆和认知技能问题,到目前为止,我们收集了大量数据证明神经发生对这些脑功能至关重要。“

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