細(xì)胞治療的時(shí)代已經(jīng)到來(lái),也成為再生醫(yī)學(xué)與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的主角。干細(xì)胞作為萬(wàn)能細(xì)胞,也是細(xì)胞治療的寶貴生物資源。通過(guò)對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行體外分離、純化、培養(yǎng)與擴(kuò)增,以及定向誘導(dǎo)等過(guò)程,在體外培育出全新的、正常的、甚至更年輕的細(xì)胞,并最終回輸?shù)饺梭w內(nèi)以達(dá)到體態(tài)年輕化、預(yù)防與治療慢性病、抗衰、防癌等目的。
明確定義的干細(xì)胞培養(yǎng)體系是目前臨床治療疾病的重要標(biāo)準(zhǔn),一些廣泛應(yīng)用鼠源基質(zhì)現(xiàn)在正逐漸被替換,從動(dòng)物源成分的基質(zhì)到無(wú)動(dòng)物源成分,干細(xì)胞培養(yǎng)更加精確,細(xì)胞治療也會(huì)更加安全。
全球干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)分布已然明朗,從來(lái)源到干細(xì)胞增殖與下游應(yīng)用,全面覆蓋,滿足科研人員日益研究的需求,干細(xì)胞正在發(fā)光發(fā)熱,期待干細(xì)胞治療疾病的大眾化。
圖1 全球干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)線布局
干細(xì)胞基礎(chǔ)培養(yǎng)類
干細(xì)胞原代分離提取
原代干細(xì)胞分離液
貨號(hào):C3501
品牌:VivaCell
利用特定酶從組織塊分離出原代間充質(zhì)干細(xì)胞是常見(jiàn)的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。原代干細(xì)胞分離液利用數(shù)種重組表達(dá)的消化酶制備而成,無(wú)動(dòng)物源成分,不含胰酶,對(duì)細(xì)胞傷害小?捎行(xì)胞外基質(zhì),可從臍帶、脂肪、胎盤等分離出大量的原代間充質(zhì)干細(xì)胞,用于后續(xù)細(xì)胞研究。
圖2 原代干細(xì)胞分離液測(cè)試數(shù)據(jù)(左圖)與產(chǎn)品圖(右圖)
干細(xì)胞培養(yǎng)體系
多能干細(xì)胞可分化為各種類型的細(xì)胞,如神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞及軟骨細(xì)胞,因此造就了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞等在人類醫(yī)學(xué)健康應(yīng)用上不可估量的前景。隨著干細(xì)胞研究的不斷深入,血清體系逐漸演變?yōu)闊o(wú)血清體系,從基礎(chǔ)細(xì)胞培養(yǎng)到干細(xì)胞的臨床應(yīng)用,培養(yǎng)體系的成分也越來(lái)越明確,也是滿足當(dāng)下疾病治療的新趨勢(shì)。其它干細(xì)胞培養(yǎng)中使用輔助試劑,比如消化液、凍存液等均符合無(wú)動(dòng)物成分來(lái)源,減少動(dòng)物源成分對(duì)干細(xì)胞培養(yǎng)的干擾等。
無(wú)血清體系下又分為血清替代物和成分明確的添加物,均可以促進(jìn)干細(xì)胞的正常生長(zhǎng)與功能表現(xiàn)。其中成分明確的體系還有利于干細(xì)胞外泌體相關(guān)的研究,減少或避免血清外源性外泌體對(duì)干細(xì)胞分泌的干擾,從源頭上解決。而血小板裂解物是由富含血小板的血漿純化萃取而成,其中包含很多不同的細(xì)胞生長(zhǎng)因子、細(xì)胞激素和許多細(xì)胞增殖時(shí)所需的蛋白質(zhì),可以用來(lái)替代胎牛血清、人類AB血清等。
血小板裂解物(經(jīng)FDA DMF備案)
貨號(hào):PLTGOLD100R
品牌:Mill Creek
圖3 血小板裂解物用于脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)效果比較
hPSC專用無(wú)血清培養(yǎng)基(經(jīng)FDA DMF備案)
貨號(hào):05-100
品牌:BI
圖4 hPSC專用無(wú)血清培養(yǎng)基應(yīng)用于不同基質(zhì)上H1胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)
MSC無(wú)血清培養(yǎng)基(經(jīng)FDA DMF備案)
貨號(hào):05-200(基礎(chǔ)培養(yǎng)基)+05-201(無(wú)血清營(yíng)養(yǎng)添加物)+05-752(促貼壁試劑)
品牌:BI
圖5 MSC無(wú)血清培養(yǎng)基應(yīng)用于不同來(lái)源MSC的生長(zhǎng)培養(yǎng)
重組胰酶
貨號(hào):03-079(重組胰酶)+03-048(大豆胰酶抑制劑)
品牌:BI
圖6 重組胰酶系列產(chǎn)品圖
無(wú)血清細(xì)胞凍存液(經(jīng)FDA DMF備案)
貨號(hào):05-713/05-714
品牌:BI
圖7 無(wú)血清細(xì)胞凍存液產(chǎn)品圖
MSC三系分化培養(yǎng)基+染色試劑盒
貨號(hào):05-220/330/440+C37A0/C37B0/C37C0
品牌:BI/VivaCell
圖8 MSC誘導(dǎo)分化成硬骨、脂肪、軟骨的染色結(jié)果圖(由左往右)
細(xì)胞外基質(zhì)類
細(xì)胞外基質(zhì)可將細(xì)胞結(jié)合在一起,并提供一個(gè)細(xì)胞可增殖、分化和生長(zhǎng)的環(huán)境。其中這些細(xì)胞外基質(zhì)存在于細(xì)胞周圍,也是細(xì)胞與細(xì)胞間交互作用的中間媒介,對(duì)于細(xì)胞功能調(diào)節(jié)具有重要作用。常規(guī)用于多能干細(xì)胞的體外2D包被培養(yǎng),用于促進(jìn)細(xì)胞貼壁、生長(zhǎng)、調(diào)控分化等。來(lái)源相對(duì)豐富,含有天然的動(dòng)物源成分和重組的無(wú)動(dòng)物源成分,以滿足不同階段的干細(xì)胞研究。
層粘連蛋白
貨號(hào):LN521/MX521/CT521
品牌:BioLamina
BiolamininTM 521作為市場(chǎng)上唯一全長(zhǎng)的人類重組層粘連蛋白521基質(zhì),從科研級(jí)別、臨床前級(jí)別再到臨床級(jí)別,LN521可以精準(zhǔn)替換鼠源基質(zhì)等動(dòng)物源細(xì)胞外基質(zhì)。國(guó)內(nèi)外已有多家細(xì)胞治療機(jī)構(gòu)正在使用臨床級(jí)CT521,研究帕金森病、心力衰竭和年齡相關(guān)性黃斑變性等的干細(xì)胞療法,推進(jìn)干細(xì)胞治療疾病的進(jìn)程。圖9 不同級(jí)別的層粘連蛋白521基質(zhì)
干細(xì)胞3D培養(yǎng)類
研究人員逐漸意識(shí)到了2D培養(yǎng)在預(yù)測(cè)許多不同相互作用細(xì)胞類型的生物系統(tǒng)的復(fù)雜行為與再現(xiàn)組織的解剖或生理學(xué)等研究中存在的缺點(diǎn),也正確地認(rèn)識(shí)到了3D細(xì)胞培養(yǎng)可以更準(zhǔn)確表示出細(xì)胞在生物體中經(jīng)歷的自然環(huán)境。體外通過(guò)構(gòu)建支架/無(wú)支架體系來(lái)滿足細(xì)胞的3D大規(guī)模生長(zhǎng),其中支架體系較為豐富,比如水凝膠類、微載體類等。可根據(jù)研究方向、支架材料的操作便捷性等影響因素選擇合適的材料進(jìn)行干細(xì)胞的3D擴(kuò)大培養(yǎng)。另外將多能干細(xì)胞或患者來(lái)源的腫瘤組織等進(jìn)行3D細(xì)胞培養(yǎng),從而形成相應(yīng)器官的自組織,并具有自我更新和自我組織的能力,故又稱“平皿里的器官”。類器官屬于3D細(xì)胞培養(yǎng)的產(chǎn)物,重現(xiàn)了一個(gè)生理上高度相關(guān)的系統(tǒng),在三維體系下可以研究復(fù)雜的問(wèn)題。
水凝膠
貨號(hào):VHM02/VHM03/VHM04-K
品牌:TheWell
TheWell VitroGel系統(tǒng)作為有支架的三維培養(yǎng)材料,無(wú)動(dòng)物源成分,室溫下操作,水凝膠系統(tǒng)透明可兼容多種成像系統(tǒng)。配套專用的回收液,可快速回收細(xì)胞,同時(shí)保持高細(xì)胞活率。
圖10 iPSC的3D水凝膠培養(yǎng)流程圖
圖11 MSC的3D水凝膠培養(yǎng)觀察
圖12 小鼠腸類器官的水凝膠培養(yǎng)
干細(xì)胞下游應(yīng)用類
細(xì)胞治療被認(rèn)為是再生醫(yī)學(xué)中最具有潛力的方法之一,目前全球也有多款干細(xì)胞產(chǎn)品獲批上市。干細(xì)胞治療安全性仍然存在很大的挑戰(zhàn),繼而從細(xì)胞治療演變?yōu)?ldquo;脫細(xì)胞治療”,即注意力轉(zhuǎn)移到干細(xì)胞的衍生物——外泌體。目前采用2D培養(yǎng)方式收獲大量細(xì)胞上清的學(xué)者占多數(shù)。這種方式收獲的細(xì)胞上清中顆粒濃度低,樣本體積大,后續(xù)的純化成本、人力、物力消耗大。但對(duì)于基礎(chǔ)研究,基本2D培養(yǎng)方式獲得的外泌體樣本量就可以滿足。另外需要考慮的是不同細(xì)胞培養(yǎng)方式可以刺激細(xì)胞產(chǎn)生不同表征或內(nèi)含物的外泌體。
FiberCell中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)
貨號(hào):C2011系列
品牌:FiberCell
中空纖維作用類似于微血管,為細(xì)胞提供更類似體內(nèi)(More in-vivo like)的生長(zhǎng)環(huán)境?捎糜诟呙芏扰囵B(yǎng)細(xì)胞回收細(xì)胞產(chǎn)物(如外泌體/單抗/重組蛋白生產(chǎn))等。Dr.Cell技術(shù)服務(wù)(細(xì)胞鑒定、染色體核型分析等服務(wù)項(xiàng)目)持續(xù)為您提供,高效、便捷、穩(wěn)定、準(zhǔn)確!
小結(jié)
干細(xì)胞,猶如樹(shù)干可以發(fā)育分化為樹(shù)葉、花、果實(shí)等。作為其它細(xì)胞的來(lái)源,是生命科學(xué)領(lǐng)域研究的珍貴資源,更是人類克服疑難雜癥的終極想象。干細(xì)胞被視為萬(wàn)能鑰匙,其衍生物外泌體、類器官,再有3D培養(yǎng)的加持,為疾病研究、精準(zhǔn)治療帶來(lái)更多希望,干就有未來(lái)!
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