造血幹細胞捐贈是一項重要的醫療程序，但它卻受到持續短缺的影響。新南威爾士大學(UNSW)的研究人員現在展示了一種模仿胚胎心臟的微流控設備是如何產生造血幹細胞前體的，而這可以讓造血幹細胞按需生產。
與器官和定期輸血一樣，接受捐贈的造血幹細胞的病人需要跟捐贈者擁有相同的血型，以防止他們的免疫系統排斥外來細胞。這導致可行的捐贈者出現短缺，特別是較罕見的血型。
理想情況下，科學家將能在實驗室中培育造血幹細胞，理論上可以將其提供給任何需要的人。這可以通過培養前體細胞來實現，前體細胞本身可以分化成各種細胞類型，包括紅細胞和白細胞。在這項新研究中，新南威爾士大學的團隊使用一個微流控設備調查了這個想法，該設備泵送來自胚胎幹細胞系的血液幹細胞。
該研究的論文第一作者Jingjing Li博士說道：“部分問題是，我們仍不完全了解在胚胎髮育過程中微環境中發生的所有過程，這些過程導致了血液幹細胞在大約第32天產生。”因此，我們製作了一個模擬心臟跳動和血液循環的設備及一個軌道搖動系統，當血細胞在設備中移動或在盤子中移動時會產生剪應力–或摩擦。
果然，該設備被發現能夠促進前體造血幹細胞的發展。不僅如此，這些前體細胞還能繼續產生分化的血細胞，甚至像那些負責在發育中的胚胎中創造血液幹細胞的血管內壁的細胞。
論文共同作者Robert Nordon說道：“讓主動脈形成，然後細胞實際從該主動脈進入循環，這是生成這些細胞所需的關鍵步驟。我們所展示的是，我們可以生成一種能形成所有不同類型血細胞的細胞。我們還發現，它跟主動脈內襯細胞的關係非常密切–因此我們知道它的起源是正確的–而且它能增殖。”
該團隊希望這項工作最終能帶來能孵化大批量造血幹細胞的設備，這將減少對捐贈者的依賴並縮短等待時間。眼下，研究人員正在努力擴大該技術的規模並使用生物反應器來培養細胞。