細胞治療的時代已經到來,也成為再生醫學與精準醫學的主角。干細胞作為萬能細胞,也是細胞治療的寶貴生物資源。通過對干細胞進行體外分離、純化、培養與擴增,以及定向誘導等過程,在體外培育出全新的、正常的、甚至更年輕的細胞,并最終回輸到人體內以達到體態年輕化、預防與治療慢性病、抗衰、防癌等目的。
明確定義的干細胞培養體系是目前臨床治療疾病的重要標準,一些廣泛應用鼠源基質現在正逐漸被替換,從動物源成分的基質到無動物源成分,干細胞培養更加精確,細胞治療也會更加安全。
全球干細胞產業的市場分布已然明朗,從來源到干細胞增殖與下游應用,全面覆蓋,滿足科研人員日益研究的需求,干細胞正在發光發熱,期待干細胞治療疾病的大眾化。
圖1 全球干細胞產業線布局
干細胞基礎培養類
干細胞原代分離提取
原代干細胞分離液
貨號:C3501
品牌:VivaCell
利用特定酶從組織塊分離出原代間充質干細胞是常見的細胞培養技術。原代干細胞分離液利用數種重組表達的消化酶制備而成,無動物源成分,不含胰酶,對細胞傷害小。可有效消化細胞外基質,可從臍帶、脂肪、胎盤等分離出大量的原代間充質干細胞,用于后續細胞研究。
圖2 原代干細胞分離液測試數據(左圖)與產品圖(右圖)
干細胞培養體系
多能干細胞可分化為各種類型的細胞,如神經細胞、心肌細胞及軟骨細胞,因此造就了誘導多能干細胞、胚胎干細胞等在人類醫學健康應用上不可估量的前景。隨著干細胞研究的不斷深入,血清體系逐漸演變為無血清體系,從基礎細胞培養到干細胞的臨床應用,培養體系的成分也越來越明確,也是滿足當下疾病治療的新趨勢。其它干細胞培養中使用輔助試劑,比如消化液、凍存液等均符合無動物成分來源,減少動物源成分對干細胞培養的干擾等。
無血清體系下又分為血清替代物和成分明確的添加物,均可以促進干細胞的正常生長與功能表現。其中成分明確的體系還有利于干細胞外泌體相關的研究,減少或避免血清外源性外泌體對干細胞分泌的干擾,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胞生長因子、細胞激素和許多細胞增殖時所需的蛋白質,可以用來替代胎牛血清、人類AB血清等。
血小板裂解物(經FDA DMF備案)
貨號:PLTGOLD100R
品牌:Mill Creek
圖3 血小板裂解物用于脂肪間充質干細胞的培養效果比較
hPSC專用無血清培養基(經FDA DMF備案)
貨號:05-100
品牌:BI
圖4 hPSC專用無血清培養基應用于不同基質上H1胚胎干細胞的培養
MSC無血清培養基(經FDA DMF備案)
貨號:05-200(基礎培養基)+05-201(無血清營養添加物)+05-752(促貼壁試劑)
品牌:BI
圖5 MSC無血清培養基應用于不同來源MSC的生長培養
重組胰酶
貨號:03-079(重組胰酶)+03-048(大豆胰酶抑制劑)
品牌:BI
圖6 重組胰酶系列產品圖
無血清細胞凍存液(經FDA DMF備案)
貨號:05-713/05-714
品牌:BI
圖7 無血清細胞凍存液產品圖
MSC三系分化培養基+染色試劑盒
貨號:05-220/330/440+C37A0/C37B0/C37C0
品牌:BI/VivaCell
圖8 MSC誘導分化成硬骨、脂肪、軟骨的染色結果圖(由左往右)
細胞外基質類
細胞外基質可將細胞結合在一起,并提供一個細胞可增殖、分化和生長的環境。其中這些細胞外基質存在于細胞周圍,也是細胞與細胞間交互作用的中間媒介,對于細胞功能調節具有重要作用。常規用于多能干細胞的體外2D包被培養,用于促進細胞貼壁、生長、調控分化等。來源相對豐富,含有天然的動物源成分和重組的無動物源成分,以滿足不同階段的干細胞研究。
層粘連蛋白
貨號:LN521/MX521/CT521
品牌:BioLamina
BiolamininTM 521作為市場上唯一全長的人類重組層粘連蛋白521基質,從科研級別、臨床前級別再到臨床級別,LN521可以精準替換鼠源基質等動物源細胞外基質。國內外已有多家細胞治療機構正在使用臨床級CT521,研究帕金森病、心力衰竭和年齡相關性黃斑變性等的干細胞療法,推進干細胞治療疾病的進程。圖9 不同級別的層粘連蛋白521基質
干細胞3D培養類
研究人員逐漸意識到了2D培養在預測許多不同相互作用細胞類型的生物系統的復雜行為與再現組織的解剖或生理學等研究中存在的缺點,也正確地認識到了3D細胞培養可以更準確表示出細胞在生物體中經歷的自然環境。體外通過構建支架/無支架體系來滿足細胞的3D大規模生長,其中支架體系較為豐富,比如水凝膠類、微載體類等。可根據研究方向、支架材料的操作便捷性等影響因素選擇合適的材料進行干細胞的3D擴大培養。另外將多能干細胞或患者來源的腫瘤組織等進行3D細胞培養,從而形成相應器官的自組織,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細胞培養的產物,重現了一個生理上高度相關的系統,在三維體系下可以研究復雜的問題。
水凝膠
貨號:VHM02/VHM03/VHM04-K
品牌:TheWell
TheWell VitroGel系統作為有支架的三維培養材料,無動物源成分,室溫下操作,水凝膠系統透明可兼容多種成像系統。配套專用的回收液,可快速回收細胞,同時保持高細胞活率。
圖10 iPSC的3D水凝膠培養流程圖
圖11 MSC的3D水凝膠培養觀察
圖12 小鼠腸類器官的水凝膠培養
干細胞下游應用類
細胞治療被認為是再生醫學中最具有潛力的方法之一,目前全球也有多款干細胞產品獲批上市。干細胞治療安全性仍然存在很大的挑戰,繼而從細胞治療演變為“脫細胞治療”,即注意力轉移到干細胞的衍生物——外泌體。目前采用2D培養方式收獲大量細胞上清的學者占多數。這種方式收獲的細胞上清中顆粒濃度低,樣本體積大,后續的純化成本、人力、物力消耗大。但對于基礎研究,基本2D培養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胞培養方式可以刺激細胞產生不同表征或內含物的外泌體。
FiberCell中空纖維細胞培養系統
貨號:C2011系列
品牌:FiberCell
中空纖維作用類似于微血管,為細胞提供更類似體內(More in-vivo like)的生長環境。可用于高密度培養細胞回收細胞產物(如外泌體/單抗/重組蛋白生產)等。Dr.Cell技術服務(細胞鑒定、染色體核型分析等服務項目)持續為您提供,高效、便捷、穩定、準確!
小結
干細胞,猶如樹干可以發育分化為樹葉、花、果實等。作為其它細胞的來源,是生命科學領域研究的珍貴資源,更是人類克服疑難雜癥的終極想象。干細胞被視為萬能鑰匙,其衍生物外泌體、類器官,再有3D培養的加持,為疾病研究、精準治療帶來更多希望,干就有未來!
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