胚胎干細胞能夠分化為機體中任何類型的細胞，是再生醫(yī)學中的重要細胞來源。然而，這些干細胞的臨床應用還面臨著不少阻礙。
培養(yǎng)人類胚胎干細胞的研究者們發(fā)現(xiàn)，核型正常的細胞在植板（plating）之后只有少數(shù)能夠分裂，而且它們的子細胞還會出現(xiàn)持續(xù)性的死亡，很少能形成可以*增殖的克隆。
對單個人類胚胎干細胞進行了延時成像，并由此鑒定了限制干細胞生長的主要瓶頸。研究顯示，在*培養(yǎng)過程中發(fā)生了適應性突變的干細胞，受到的生長限制有所緩解，能夠進行更有效的擴增。
我們研究胚胎干細胞，是因為它們有成為任何細胞類型的潛力。通過體外培養(yǎng)獲得大量未分化的胚胎干細胞，是用這些細胞進行治療的前提。問題是這些細胞在體外培養(yǎng)時容易大量死亡，擴增效率比較低。
“在*體外培養(yǎng)的條件下，胚胎干細胞能夠通過自發(fā)突變，提高自己的生長能力。為了安全使用這些細胞進行治療，我們需要了解培養(yǎng)條件對細胞的影響，以及細胞對此做出的適應。”
研究人員將延時顯微成像、單細胞追蹤技術和數(shù)學模型結合起來，對普通胚胎干細胞和已經(jīng)適應培養(yǎng)的干細胞進行了比較。他們從中確定了影響克隆形成的三個主要瓶頸：植板后的細胞生存情況、細胞進入有絲分裂的情況、以及分裂后的細胞死亡情況。
研究顯示，在同樣的培養(yǎng)條件下，已經(jīng)適應培養(yǎng)的干細胞在上述三個方面表現(xiàn)更好，能夠形成更多的克隆。此外，增加細胞間的接觸或者添加促進細胞生存的化合物，也能緩解這三方面的問題。
我們開發(fā)了一種新的分析方法，通過延時成像檢測到了大量的參數(shù)。研究人員打算將這種方法進一步完善，形成一個進行成像處理和分析的軟件解決方案，幫助人們在藥物研發(fā)或培養(yǎng)條件篩選時，通過延時成像技術監(jiān)控細胞的行為。
