在描述產(chǎn)品區(qū)別之前,先簡單描述下間充質(zhì)干細(xì)胞無血清培養(yǎng)基。
間充質(zhì)干細(xì)胞無血清培養(yǎng)基是怎么開發(fā)出來的?
研發(fā)人員根據(jù)近幾十年來,中國及國外的科研人員在間充質(zhì)干細(xì)胞研究方面取得的一些成果,比如什么樣的物質(zhì)可以很好的促進(jìn)干細(xì)胞生長,什么樣的物質(zhì)可以抑制間充質(zhì)干細(xì)胞的分化,什么樣的物質(zhì)有更好的貼壁效果等等。
在此基礎(chǔ)之上,開發(fā)出一個初步的間充質(zhì)干細(xì)胞無血清培養(yǎng)基配方。
然后,構(gòu)建相應(yīng)數(shù)學(xué)模型,結(jié)合大量的實驗,確定各種組分組合的最優(yōu)比例。
最后,通過應(yīng)用于不同來源的人體組織(臍帶或脂肪),提取及培養(yǎng)間充質(zhì)干細(xì)胞,微調(diào)產(chǎn)品配方,使培養(yǎng)基能夠更為廣泛的適用于人體不同來源的組織中間充質(zhì)干細(xì)胞的提取及培養(yǎng)。
一句話,是根據(jù)人們對干細(xì)胞的認(rèn)識,專門開發(fā)出來的針對間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)產(chǎn)品。
血清培養(yǎng)基是什么情況?
一般應(yīng)用 DMEM/F12,或 a-MEM,加上胎牛血清。
一句話,是天然形成的產(chǎn)品,無法根據(jù)干細(xì)胞的特點進(jìn)行對應(yīng)調(diào)整與優(yōu)化。
無血清 MSC 培養(yǎng)基與血清 MSC 培養(yǎng)基有什么不同?
從大的方面來講,大致有 9 個方面的不同。
1.從使用安全性來講
無血清 MSC 培養(yǎng)基更安全。
該培養(yǎng)基沒有添加血清,也沒有添加任何動物來源的組分,化學(xué)成分限定。因此,該培養(yǎng)基沒有任何動物來源組分,在這種間充質(zhì)干細(xì)胞無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)入人體后,不會引起由于人體免疫排斥所經(jīng)常發(fā)生的過敏及發(fā)燒癥狀。
另外,由于沒有任何動物來源的組分,自然也不會有任何與此相關(guān)的致病菌或病毒等,比如瘋牛病毒等。
2.從使用便利性來講
更便利,需要的操作步驟更少。
使用友康間充質(zhì)干細(xì)胞無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)MSC,可用干細(xì)胞溫和消化酶(同樣是化學(xué)成分限定,無動物源組分)進(jìn)行消化,且在消化后不需要終止消化(傳統(tǒng)做法一般用血清培養(yǎng)基或血清終止消化),用 PBS 直接稀釋離心去除即可。
更少的操作,意味著更少的工作量以及更低的污染概率。
3.從干細(xì)胞產(chǎn)量來講
MSC 的產(chǎn)量(擴(kuò)增倍數(shù))高于血清。
在 MSC 培養(yǎng)基中培養(yǎng)所得的干細(xì)胞數(shù)量,不僅取決于培養(yǎng)基可以提供的營養(yǎng)組分,而且受細(xì)胞是否分化的極大影響。
MSC 無血清培養(yǎng)基充分利用近幾年的科研成果,特別是干細(xì)胞分化與衰老機(jī)制的研究,通過組分的調(diào)整能夠可以更好的抑制細(xì)胞的分化。
從細(xì)胞數(shù)量來講,一般一根 20CM 的臍帶,可以得到原代細(xì)胞的數(shù)量為 1E7。前三代的擴(kuò)增倍數(shù)均在 10 倍以上。(接種密度 8000 cells/cm2)。
而血清培養(yǎng)基,由于其來源于動物血液,所以既有抑制干細(xì)胞分化的組分,也有促進(jìn)干細(xì)胞分化的組分,沒有辦法人工選擇。
比如,血清中含有葡萄糖,再加上培養(yǎng)基里的糖,總含量就比較高了,高濃度糖易促衰老和分化;另外血清中一般均含有外泌體,是細(xì)胞分泌的一種囊泡結(jié)構(gòu),里面含有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分化的物質(zhì),不同血清中這些物質(zhì)的比例不一樣,所以也易導(dǎo)致分化;血清中含有代謝廢物,這些物質(zhì)一般對細(xì)胞均有損害,易導(dǎo)致衰老和分化。
另外,目前很多用戶一般使用帶酚紅的培養(yǎng)基,酚紅作為常見的激素成分,對干細(xì)胞的生長有著明顯的誘導(dǎo)分化的作用。
事實上,使用無血清 MSC 培養(yǎng)基的細(xì)胞產(chǎn)量高,是目前中國客戶大量該換為無血清培養(yǎng)基的主要原因。而非安全性。
4.從細(xì)胞質(zhì)量來講(形態(tài)、活性、干性及表型)
從鏡下看,無血清 MSC 培養(yǎng)的干細(xì)胞形態(tài)短小,呈標(biāo)準(zhǔn)立體梭形,細(xì)胞邊緣清晰,透亮。這是細(xì)胞更少衰老與分化的直觀表征。
相比來說血清培養(yǎng)基培養(yǎng)出來的 MSC 細(xì)胞,細(xì)胞形態(tài)扁平,體積更大,邊緣不清晰。
血清培養(yǎng)基成分復(fù)雜,含有很多促進(jìn)分化的物質(zhì),細(xì)胞易發(fā)生自發(fā)分化,因而細(xì)胞失去干性。另外,在體外定向分化時,易有培養(yǎng)基殘留,會干擾定向分化。
但無血清培養(yǎng)基配方明確,各物質(zhì)的量一定,不含干擾組分,細(xì)胞不易發(fā)生自發(fā)分化,干性維持較好,即使有殘留,也不會干擾定向分化。
MSC 無血清培養(yǎng)基的表型,更為符合 MSC 細(xì)胞的定義。
5.從使用成本來講
使用 MSC 無血清培養(yǎng)基,成本傾向于越來越低。
無血清培養(yǎng)基,其每一種組分都是人工合成的。包括氨基酸、無機(jī)鹽、重組蛋白等。隨著技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)能擴(kuò)大,所有人工制造的組分的生產(chǎn)成本均會大幅下降。
特別是隨著培養(yǎng)基研發(fā)企業(yè)不斷的改進(jìn)產(chǎn)品,比如通過配方優(yōu)化,不斷降低昂貴的重組蛋白的使用量,干細(xì)胞培養(yǎng)基也在逐步向著完全化學(xué)成分限定培養(yǎng)基發(fā)展(CD 培養(yǎng)基),CD 培養(yǎng)基不含昂貴的重組蛋白,成本自然會大幅下降。
從用戶角度講,特別是干細(xì)胞藥物企業(yè)而言,選擇血清培養(yǎng)基或無血清培養(yǎng)基就是核心生產(chǎn)工藝的選擇。一旦選擇,以后極難更改。所以他們更傾向于選擇以后成本會越來越低的無血清培養(yǎng)基。
6.從干細(xì)胞藥物申報角度來講
由于無血清培養(yǎng)基有著明確的產(chǎn)品配方,因此,監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求的關(guān)于細(xì)胞殘留培養(yǎng)基組分的安全性驗證的工作非常容易完成。
由于血清培養(yǎng)基,血清中已知組分有 150 多種,還有多種未知組分,細(xì)胞制品中的培養(yǎng)基殘留安全性驗證工作,極難完成,如果不說不可能的話。
7.從控制干細(xì)胞分泌因子角度來說
無血清培養(yǎng)基由于全組分都是人工添加的,因此,可以很方便的通過調(diào)節(jié)一些組分,來調(diào)節(jié)干細(xì)胞分泌的蛋白的含量。比如干細(xì)胞分泌的 PEG2,MSC 無血清培養(yǎng)基可以極為方便的通過調(diào)整不同組分的對比,大幅提高 PEG2 的表達(dá)。當(dāng)然,其他涉及干細(xì)胞制成品的分泌的細(xì)胞因子的表達(dá)量均可通過 MSC 無血清培養(yǎng)基配方的調(diào)整得已實現(xiàn)。
8.從細(xì)胞衰老角度來說
無血清培養(yǎng)基當(dāng)然不會添加會加速細(xì)胞衰老的物質(zhì)。
而血清培養(yǎng)基中的血清組分很復(fù)雜,有 150 多種已知組分組分,多種未知組分。這些組分中,有些對細(xì)胞生長是有利的,有些對細(xì)胞生長是無作用的,有些對細(xì)胞生長反而是有害的。研究表明過氧化氫誘導(dǎo)后的MSCs 出現(xiàn)衰老特征,在體外培養(yǎng)時,這些活性氧(ROS)通過氧化 DNA、蛋白質(zhì)等生物大分子對細(xì)胞造成傷害,加速細(xì)胞的衰老。干細(xì)胞對微環(huán)境中 ROS 的累積水平特別敏感,而血清中含有 ROS,可能會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi) ROS 大量聚集而引起細(xì)胞出現(xiàn)應(yīng)激誘導(dǎo)的早熟性衰老。
9.從性能穩(wěn)定性來說
無血清培養(yǎng)基有明確的配方,因此,批間差極小,近乎沒有。
而血清來自不同個體的牛,由于牛的體質(zhì)不同,其血清中各種組分的差異很大。比如血清中的 EGF,有的含量為 10ug/ml,有的僅為 2ug/ml,相差了 5 倍。不同品牌間,甚至同品牌產(chǎn)品批次差別可能很大。培養(yǎng)效果沒有保證。