NIH资助药物中和周围环境的化合物如何影响干细胞的研究

药物中的化学物显而易见能够拯救生命。但是随着更多和更强效的化学物推出，我们对这些化学物给人健康所带来的更广泛影响的基础认识一直跟不上快速的药物开发步伐。关于我们所用的药物中和我们周围环境中的化学物如何影响我们身体中一些最为重要的细胞即干细胞，我们知之极其甚少。没有这些基础认识和化学物对我们干细胞的影响的测试，我们可能无意中破坏我们身体至关重要的再生功能。

来自美国纽约伦斯勒理工学院和加州大学伯克利分校的生物工程师在未来四年将获得来自美国国家卫生研究院(National Institutes of Health, NIH)200多万美元资助以便研究药物中和我们环境中的化学物对我们干细胞的影响。

在伦斯勒理工学院中Jonathan Dordick领导这项研究，他是生物技术和跨学科研究中心的主任。Dordick与化学和生物分子工程教授David Schaffer是该资金资助的共同主要研究者，其中David Schaffer是加州伯克利分校伯克利干细胞中心的共同主任。

在身体中，干细胞对于替换死亡组织和受损组织是至关重要的。研究人员假设相比于身体中其他细胞，干细胞以一种根本不同的方式对化学物作出反应。资助的资金将允许他们研究已知的化学化合物对成体干细胞的影响，以便提供迄今为止关于世界上每天使用的药物、杀虫剂和其他产品中有多少化学物影响干细胞的最有说服力的信息。这些研究也将寻求开发一种新的预测性安全筛选工具，这样制药者在他们的药物或其他产品在市场销售之前就能够使用该工具测试新的化学化合物对干细胞的毒性。这种测试将在不需要使用动物的情况下开展，而且远比当前的测试更快更迅速。

Dordick说，“当研究我们环境中药物或其他化学物的毒性时，人们想要了解身体上所有不同细胞对化合物的反应。制药者当前所采用大多数毒性筛选集中关注于有限几种细胞类型。尽管如今制药行业对使用干细胞兴趣越来越大，但是干细胞通常不包括在内。这极大地限制我们对新药物或化学物在身体上所造成的影响的理解。大把大把资金被浪费在失败的药物开发过程中，而更为重要的是，人们的健康可能无意中冒着风险。”

Dordick注意到这种模式在很多抗癌药物开发中可能就是实际情形。他说，“化疗能够非常有效地杀死癌细胞，但是在此过程中它也伤害其他细胞类型。事实上，这些治疗当中一些方法完成后，某种器官的再生能力受到损害，这可能是因为它们对这些器官中干细胞的选择性伤害而造成的。利用这次资助的资金，我们希望更好地理解这种情况，以便有助于评估不同治疗的优点和缺点。”

为了开展研究，研究小组将利用芯片实验室(lab-on-a-chip)技术。这种技术允许他们在一块简单的小芯片表面上快速测试上千种不同的化学物。研究中所用的芯片在外观上类似于传统的显微镜玻璃载片。它的特殊表面包含上百个干细胞培养物的微量斑点。不同化学物然后能够添加到这些培养物斑点上，接着就可分析干细胞的反应情况。这样，上百种不同化学物，包括药物及其药物组合，能够在单块芯片上进行测试。这种技术也可消除在动物中进行毒性测试的需要。在研究中所使用的干细胞是人成体神经干细胞和成体间充质干细胞(生长在我们的结缔组织中)。这些研究将提供关于我们周围化学物如何影响干细胞方面的基本知识。

根据Dordick的说法，该研究的最终目标是开发出一种高通量和便宜的系统，这样制药者能够使用这一系统快速筛选上千种化学物对干细胞的影响。他说，“目标之一就是我们将加入一种干细胞筛选项目到一种药物候选物的安全测试中，或者评估环境中，比如说我们吃的食物，化学物对人健康造成的影响。这将允许我们更广泛地理解人身体如何对这些化学化合物作出反应。”

该项研究是Dordick与Douglas Clark长期合作开展的以前研究的延续。Douglas Clark来自加州大学伯克利分校化学和生物分子工程部门，是Warren and Katharine Schlinger知名教授和主任，也是当前研究项目中的共同研究者以便能够开发便宜的高通量毒性测试和减少这些测试中所使用的动物。

本文译自美国PhysOrg网，“Researchers study how chemicals in drugs and around us impact stem cells”，January 17, 2012。