紡織品研究人員準備幹細胞成為器官組織

根據器官採購和移植網絡的數據，2022 年有近 3,000 人在等待器官移植時死亡，超過 10 萬人仍在等待名單上。北卡羅來納州立大學的一名研究人員設想了一個不需要捐贈器官的未來，正在為將幹細胞培養成替代器官組織奠定基礎。

傑西卡·格魯克，助理教授 紡織工程、化學和科學 在裡面 威爾森紡織學院，研究人體微環境。這些微環境促進細胞生長和活動，並且根據它們在體內的位置而具有不同的物理和機械特性。 

格魯克的實驗室 使用奈米纖維材料進行實驗，以創建可以將幹細胞轉移到體內的支架。從個體中取出的細胞基本上可以被重新編程為胚胎樣幹細胞。幹細胞具有多能性，因此它們可以再生為體內的任何細胞。格魯克和她的團隊改變奈米纖維支架的特性來模擬某些微環境，這反過來又鼓勵幹細胞成為特定類型的細胞或生長成特定的組織。 

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格魯克實驗室進行的基礎科學研究將支持未來專注於修復和生長器官的應用研究：了解細胞發育的細微差別將幫助研究人員了解如何預防疾病和創造新組織。

「我們不需要捐贈器官或捐贈組織。人們不需要擔心他們的身體會排斥移植的器官，」格魯克說。 “我們距離這一現實還有很長的路要走，但我認為在接下來的 20 年裡，我們將開始看到這個過程在個性化醫療中變得更加可行。”

從表面上看，紡織品聽起來像襪子和毛巾。當你審視整個產業時，你會看到由聚合物製成的東西，這幾乎就是一切。

格魯克和她的團隊嘗試創建專門模仿心臟和角膜微環境的支架。該研究涉及紡織、生物醫學工程、醫學和機械工程。格魯克曾與 電機與電腦工程系 和 生物醫學工程聯合系 研究心肌細胞中的電流。格魯克也是其中的一員 比較醫學研究所，促進跨學科研究和科學發現，以改善人類和動物健康。多學科方法對實驗室至關重要。 https://www.youtube.com/embed/Zqqt39k9njg?feature=oembed&enablejsapi=1多能幹細胞以與心肌細胞類似的方式同步跳動。

庫克（Suh Hee Cook），博士候選人在 纖維與聚合物科學項目在加入威爾遜紡織學院之前，曾學習生物醫學工程。他們計劃獲得博士學位。在得知格魯克正在研究心臟組織之前，他們已經獲得了生物醫學工程博士學位。現在，他們研究多能幹細胞如何成為心肌細胞。

庫克說：“我們已經達到了乾細胞像心肌細胞一樣跳動的程度，但它們的跳動不像真正的心肌細胞那麼強烈或同步。” 「我們對導電材料感興趣，因為心跳是一種帶電的東西。當我們製造這種材料時，我們想看看細胞對此有何反應，以及它們是否跳動得更好。」https://www.youtube.com/embed/YiPnkXeIXWE?feature=oembed&enablejsapi=1Suh Hee Cook 贏得了“人民選擇獎”在北卡羅來納州立大學的三分鐘論文比賽中。

格魯克的團隊對奈米纖維支架的機械和物理特性進行實驗，改變蛋白質水平、彈性和電導率等，以創造一個與某些器官中發現的類似的穩定的微環境。納西夫·馬哈茂德 (Nasif Mahmood)，也是一名博士。纖維和聚合物科學課程的候選人，正在研究眼表修復和創建類似於角膜組織的支架。該材料必須是透明的，這樣才不會遮擋視線，並且必須支持細胞生長。

馬哈茂德研究了紡織品和消費者科學。他最初並不打算加入生物醫學領域，但他對格魯克在多能幹細胞方面的工作著迷。

「我從來沒有想過我會在這裡進行這種研究，」馬哈茂德說。 「我從來沒有那麼喜歡生物學。我的背景是紡織。作為一所紡織學院，我們的實驗室裡有很多令人著迷的東西。”

「從表面上看，紡織品聽起來就像襪子和毛巾，」格魯克說。 「當你審視整個產業時，你會看到由聚合物製成的東西，這幾乎就是一切。您正在研究紡織品染色。這個行業是一個跨學科的行業。”

這項工作只是拯救生命研究的開始。

「當我退後一步時，我想，『看著幹細胞變成心臟組織並在培養皿中跳動，這有點瘋狂，』」庫克說。 「科學發現的過程對我來說非常有意義——發現一個知識並與科學家分享。我們所做的只是推動我們的領域向前發展的一小部分，我們正在貢獻這一知識，這些知識可能會徹底改變醫學領域並挽救許多人的生命。”

原文來源： 北卡羅來納州研究與創新