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2023-12-0121343 次瀏覽
細(xì)胞療法 | 被譽(yù)為第三次醫(yī)學(xué)革命的iPSC治療技術(shù)神在哪里?

細(xì)胞療法是近年來醫(yī)藥研發(fā)中發(fā)展非常迅速的一個領(lǐng)域,其主要的治療方式為免疫細(xì)胞治療和干細(xì)胞治療。干細(xì)胞分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞,根據(jù)不同的分化潛能分類可分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、單能干細(xì)胞,其具有多向分化潛能、無限地分裂、增殖等特性。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)治療技術(shù)被譽(yù)為是繼藥物治療和手術(shù)治療之后的第三次醫(yī)學(xué)革命,是近年來國際醫(yī)學(xué)前沿重點發(fā)展領(lǐng)域,為整個干細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域和臨床再生醫(yī)學(xué)提供了新的研究方向。


01

iPSC的定義

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC),又稱人工誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,是將一系列誘導(dǎo)因子導(dǎo)入到成熟體細(xì)胞中,并重編程為具有類似胚胎干細(xì)胞特征的一種多能干細(xì)胞。

iPSC可以通過CRISPR/Cas9基因編輯產(chǎn)生同基因?qū)φ占?xì)胞系,在形態(tài)、基因和蛋白表達(dá)、表觀遺傳修飾狀態(tài)、細(xì)胞倍增能力、分化能力等方面都與胚胎干細(xì)胞極為相似,具備和胚胎干細(xì)胞一樣的應(yīng)用潛能。


02

iPSC的優(yōu)勢

  • iPSC的致瘤系數(shù)遠(yuǎn)低于胚胎干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞。

  • iPSC可以由成體細(xì)胞直接誘導(dǎo)而成,打破了干細(xì)胞研究中不可回避的倫理道德和免疫排斥等局限,為干細(xì)胞的臨床應(yīng)用和研究提供了一個全新視角。

  • iPSC與其他來源于人體的干細(xì)胞一樣,具有超強(qiáng)的分化再生能力、且免疫原性低。在再生醫(yī)學(xué)、篩選和開發(fā)新藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

  • 由患者自身的細(xì)胞誘導(dǎo)獲得,因此極大地解決了潛在的免疫排斥問題。


03

iPSC的應(yīng)用

     再生醫(yī)學(xué):

iPSC具有超強(qiáng)的分化能力,在特定條件下,可誘導(dǎo)分化成人體所需的不同類型的細(xì)胞,甚至類器官;


      疾病建模:

由于iPSC固有的自我更新特性和分化為體內(nèi)幾乎任何細(xì)胞類型的潛力,患者特有的iPSC可以提供大量與疾病相關(guān)的細(xì)胞和以前無法獲得的各種不同類型的細(xì)胞(如神經(jīng)元和心肌細(xì)胞),實現(xiàn)個性化的疾病建模,這將成為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的核心部分;


     新藥研發(fā):

研究人員可以使用培養(yǎng)的干細(xì)胞來測試藥物的效用,了解藥物治療的可能性,這對研究人員新藥研發(fā)的助力是不可預(yù)估的。


疾病及衰老患者,

通過iPSC再生醫(yī)學(xué)管理誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,

用介入方式注入誘導(dǎo)多能干細(xì)胞使細(xì)胞器官功能恢復(fù)


04

iPSC培養(yǎng)指南


劃重點:

1.iPSC培養(yǎng)過程中不建議使用抗生素,抗生素會影響細(xì)胞的活性和分化潛能。

2.iPSC培養(yǎng)環(huán)境應(yīng)與其它細(xì)胞隔離,兩次傳代后檢測支原體。


01基質(zhì)膠用于多孔板的包被:

(1)將Gelnest?基質(zhì)膠(干細(xì)胞專用)置于冰中并在4℃融化,使用預(yù)冷的移液管或吸頭混合基質(zhì)膠至均勻狀態(tài)。


注:GelNest?基質(zhì)膠是由小鼠腫瘤組織中提取的基底膜成分制備而成,包含的主要成分有層粘連蛋白、IV型膠原蛋白硫酸肝素糖蛋白等,更含有多種多種生長因子。這些成分可以提供細(xì)胞黏附、分化和增殖所需的支持和信號,模擬生理環(huán)境中基底膜的特性,從而進(jìn)一步模擬生理環(huán)境中的細(xì)胞信號通路和互動,提高細(xì)胞培養(yǎng)的成功率和效果。


(2)在冰上,將基質(zhì)膠與DMEM培養(yǎng)液按照1:80或1:100的比例混勻,例如取1mL基質(zhì)膠加入80mL或100mL DMEM培養(yǎng)液中,使用預(yù)冷的移液管混合至均勻狀態(tài)。


注:可根據(jù)實驗具體情況調(diào)整稀釋比例。

(3)將6孔板置于冰上,按照每孔1mL向6孔板中加入稀釋后的基質(zhì)膠。


(4)將6孔板置于37℃孵育過夜。

注:一般情況下,孵育1小時即可使用,但過夜孵育的細(xì)胞培養(yǎng)效果更好。

(5)使用前吸出未結(jié)合的基質(zhì)膠。

注:需確保移液管的尖端不會刮傷涂層表面。


02 Y-27632 (ROCK抑制劑)溶液的配制

將Y-27632 溶于PBS中,配制成10mM的Y-27632溶液,例如取2.47mg Y-27632溶于1mL PBS中,即得1mL 10mM Y-27632溶液。

注:Y-27632的工作濃度為10μM。


03配制含Y-27632的人胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)液(如mTeSR?1或TeSR?-E8?)

取Y-27632溶液與mTeSR?1培養(yǎng)液按照1:1000的比例混勻,例如取10μl Y-27632溶液加入10mL mTeSR?1培養(yǎng)液中,即得10mL含10μM Y-27632的mTeSR?1培養(yǎng)液。


04 iPSC復(fù)蘇:

(1)將凍存的iPSC置于37℃水浴迅速解凍,將細(xì)胞溶液轉(zhuǎn)移至離心管中,用DMEM培養(yǎng)液沖洗凍存管兩次并轉(zhuǎn)移至離心管中,與管中細(xì)胞合并,室溫300×g離心5分鐘。

(2)棄上清,用2mL含Y-27632的mTeSR?1培養(yǎng)液重懸iPSC,隨后將細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)移至基質(zhì)膠包被好的6孔板的1個孔中,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

注:建議將每支復(fù)蘇的細(xì)胞(約100萬個)轉(zhuǎn)移至6孔板的1個孔中培養(yǎng)使細(xì)胞存活率最大化。

(3)第二天對iPSC進(jìn)行換液,將含Y-27632的mTeSR?1培養(yǎng)液更換為不含Y-27632的mTeSR?1培養(yǎng)液。


注:可使用耐思新推出細(xì)胞復(fù)蘇儀替代原始細(xì)胞復(fù)蘇過程,細(xì)胞復(fù)蘇時間短,細(xì)胞存活率高。


05 iPSC傳代:

注:iPSC細(xì)胞生長至單層后會迅速分化并死亡,為保持其活性和多能性,需在長滿前進(jìn)行傳代。

(1)去上清,用1mL PBS洗滌1次,加入1mL適當(dāng)?shù)募?xì)胞消化液

(2)將培養(yǎng)板轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)箱中孵育3分鐘。顯微鏡下觀察,大部分細(xì)胞脫落,若細(xì)胞仍附著,可以用手輕輕拍打培養(yǎng)板底部使細(xì)胞脫落。

(3)將消化下來的細(xì)胞轉(zhuǎn)移至離心管中,用DMEM培養(yǎng)液洗滌培養(yǎng)板表面兩次并轉(zhuǎn)移至離心管中,與管中的細(xì)胞合并,室溫300×g離心5分鐘。

(4)棄上清,用含Y-27632的mTeSR?1培養(yǎng)液進(jìn)行重懸,隨后將細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)移至基質(zhì)膠包被好的6孔板中,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。


06iPSC凍存:

NEST生物樣本庫系列含有全規(guī)格細(xì)胞凍存管及凍存液,操作簡單,安全無菌。


(2)參考細(xì)胞凍存液的相關(guān)步驟進(jìn)行細(xì)胞消化。

(3)計數(shù),棄上清,加入適量凍存液,以每管1mL凍存液(約100萬個細(xì)胞)分裝至凍存管中。

(4)將細(xì)胞凍存管放置于可逐步降低溫度的NEST程序降溫盒內(nèi)并放置在-80℃冰箱內(nèi),確保冷卻速度約為1℃/分鐘。通常冷卻速度不宜快于0.5℃/分鐘。

(5)放置在-80℃冰箱內(nèi)約24小時后轉(zhuǎn)移至液氮氣相中保存。


iPS細(xì)胞的成功誘導(dǎo)給細(xì)胞治療及再生醫(yī)學(xué)研究開辟了全新的道路。相信在不久的將來,iPSC技術(shù)能快速突破瓶頸,NEST也將持續(xù)研發(fā)新品,推動再生醫(yī)學(xué)的蓬勃發(fā)展,為患者帶來新生的希望!


05

NEST基質(zhì)膠選用指南


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