影像学方法预测干细胞分化为心肌细胞的能力
干细胞研究在再生疗法和心血管疾病治疗方面具有巨大潜力，心血管疾病造成了全球30%以上的死亡。
高功能心肌细胞肌肉细胞负责心脏收缩的细胞对疾病建模、药物筛选和其他再生医学方法都很重要。
然而，微分的过程干细胞制造心肌细胞是昂贵的，劳动密集型的，而且变化很大。
“在干细胞分化过程中，有必要对质量进行控制，以扩大规模工业应用摩根里奇研究所研究员梅丽莎·斯卡拉说。
在今天发表在杂志上的一项新研究中自然通讯在美国，Skala实验室开发了一种无创成像技术，可以预测心肌细胞分化的效率，作为一种质量控制方法。
“如果我们能在非常早期的阶段预测干细胞分化成心肌细胞的结果，那么我们就可以在制造阶段节省时间、金钱和速度，”Skala实验室的首席作者兼助理科学家童程·钱(音译)说。
人体多能干细胞大约需要14天细胞分化:分化为心肌细胞，在此过程中细胞在代谢活动．
研究人员测量了NAD(P)H和FAD这两种参与细胞代谢的分子在分化过程中不同时间点的自身荧光。由于这种方法使用细胞固有的自身荧光，它是非侵入性的，可以在不损伤细胞的情况下实时进行。
虽然有很多研究关注的是代谢变化干细胞分化钱和斯卡拉说，他们研究的预测模型很重要。
“对于应用或生物制造，我们可以在早期的时间点进行干预，改变介质条件或改变一致性，以改善结果，”斯卡拉说，他也是威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程教授。
研究团队早在第1天就发现了代谢变化，在低分化效率和高分化效率的条件下。
钱收集了图像数据然后把数据传给共同第一作者蒂芙尼·海斯特，她在斯卡拉实验室获得博士学位后，现在在基因泰克工作。
“这是一个简单的逻辑回归模型，”Skala说。“但蒂芙尼以一种严格的方式进行了独立的测试和验证;这些都是你做可靠科学所需要的检查。”
钱学森表示，未来，他希望在模型中加入更多的因素，从而实现真正精确的预测。
斯卡拉补充说:“仅仅是处理数据的可重复性实际上就非常令人印象深刻。”“这与两年前的数据完全一致;我当时的反应是“科学有用!”’这会让你对自己看到的东西更加自信。”
研究人员希望这项工作为如何将成像技术大规模应用于批量生产提供了框架。
“心肌细胞也可以在悬浮培养中分化，”钱说。“如果我们在悬浮液中进行分化，或类器官分化，那么它更像是一个工业制造规模。”
他说，在未来，他还想尝试看到他们的自动荧光技术应用于预测其他细胞谱系的分化，如免疫细胞或血细胞，这可能有其他应用。
钱学森对干细胞的兴趣和他的化学工程背景，加上斯卡拉在光学成像方面的专业知识，这个项目是科学思想如何在合作中诞生的一个完美例子。
“这个项目是通过大量合作完成的。这是一个团队的努力，”钱说，感谢做预测建模的海斯特，以及协助分析的本科生和实验室成员。
斯卡拉补充说:“这是专业知识的结合，这也是我们热爱科学的原因。”
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