导读：
无论是基础研究、药物发明还是未来的治疗应用，干细胞分化均需要标准化的培养方法以确保可重复的可靠结果。
最近这篇论文被《自然评论材料》评为研究重点，研究人员使用新型干细胞分化方法效率比传统方案高出约40倍
干细胞本质上是我们身体的原料，它产生所有其他具有特殊功能的细胞和组织的细胞。
在一个称为“分化”的过程中，干细胞分裂形成子细胞。例如，再生疗法，即是利用干细胞分化产生功能健康细胞进而治疗我们体内的损伤和细胞损伤。
在生物体内的，干细胞产生各种不同类型细胞的过程受到几个关键因素的严密控制，包括细胞与细胞相互作用，细胞与环境相互作用以及重要营养素/蛋白质中的浓度梯度。
活细胞可以按时按需连续供应各种营养物质。
体内环境与体外环境的关键区别
而在实验室中，与体内环境不同，由于缺乏来自周围细胞和细胞外基质成分的外在支持，细胞则依赖于不稳定的营养供应系统。
研究人员通过需要添加各种预定义因子来启动和引导干细胞的分化命运，通常将浓缩的主要分化分子/蛋白质添加到培养基中并保持2至3天。
然而，事情说起来容易做起来难。精心准备并将分化因子添加到细胞培养基中是一个费力且耗时的过程。此外，它在很大程度上依赖于研究人员的技能。
若是这些分化因子在细胞分化过程中供应不足，就会对干细胞的分化效率产生负面影响。
因此，非常需要一种新型平台，能够长期稳定地释放或供应关键分化因子到靶细胞。
在一项新的研究中，由中央大学综合工程学院Tae-Hyung Kim副教授领导的韩国研究人员提出了一个巧妙的解决方案——他们开发了一种基于金属有机框架（MOF）的新型平台。文章发表在《Science Advances》上。
含视黄醇（RA）的金属有机骨架（MOF）嵌入纳米点阵列（RA-SMENA）
金属有机骨架（MOFs）是使用金属离子和有机配体（附着在金属离子上的离子/分子）构建的杂化结晶多孔纳米材料。
由于其多孔性，MOFs非常适合长时间捕获和释放感兴趣的分子。这让该团队想到使用MOF来储存和释放干细胞分化所需的生物相容性纳米颗粒。
在他们的研究中，研究小组选择神经干细胞作为概念证明，并将含有视黄酸（RA，神经元分化的重要组成部分）的纳米颗粒嵌入单纳米晶
MOF,nUiO-67中。
但是，有一个问题需要考虑。“将纳米颗粒直接添加到细胞培养基中可能会导致安全问题，当用于治疗目的时，由于细胞内环境中存在氧化还原酶和活性氧（ROS），可能会对纳米颗粒结构造成损害，”Kim博士解释说。
为了解决这个问题，该团队通过使用一种称为“激光干涉光刻”的技术创建纳米点阵列，将干细胞与MOFs分开。
纳米点阵列分开了干细胞与MOFs
团队研发的新型平台被称为“单金属有机框架（MOF）纳米颗粒嵌入纳米点阵列（SMENA）”，它可以自动将干细胞转化为神经元。
与传统的体外干细胞分化方法相比，SMENA具有两大优势。首先，它避免了所有复杂的实验步骤以及与细胞污染和批次间差异有关的典型问题。
其次，令人惊讶的是，分化因子的连续和稳定供应加速了分化，导致神经元细胞标志物的表达（表明神经元的产生）比标准方案高出约40倍。
这些发现使团队对SMENA的未来前景感到兴奋。
“我们研究中开发的平台可以促进和加速各种干细胞来源在临床应用和药物筛选中的使用。通过SMENA产生的功能细胞可用于治疗各种疾病和紊乱，包括阿尔茨海默氏症和帕金森病，“Kim博士推测。
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