Nat Methods：懸浮培養iPS細胞新技術
日期：2012-04-10 08:34:15
來自多倫多大學生物材料和生物醫學工程學研究所（IBBME）的博士后研究人員David Fluri和Peter Zandstra教授近日開發出了一種懸浮培養誘導多能干細胞（iPSCs）的獨特新技術，利用這一技術或有可能實現大規模、廉價的干細胞生產及研究。相關研究成果發布在《自然方法》（Nature methods）雜志上。
從終末分化體細胞衍生出小鼠和人類誘導多能干細胞（iPSCs）為解析發育生物學的重要基礎問題開辟了新的途徑。此外，借助iPSC技術實現生成高質量的疾病模型，衍生出個體特異性的iPSC細胞系，改進對藥物作用的預測，作為再生醫學的細胞資源為臨床治療發展帶來了新希望。然而在iPSC技術應用中面臨的一個重大挑戰就是無法大規模制造出足夠數量的活細胞。
盡管近年來用于生成iPSC的分子工具取得了快速的發展，然而提供無動物成分控制微環境的大規模培養技術的開發卻仍然滯后，其主要原因在于iPSCs的增殖依賴于細胞的粘附和聚集。當前的培養方案通常需在飼養細胞或細胞外基質成分上將細胞貼壁培養連續傳代，才能將體細胞重編程為多能干細胞。
這些方法有被病原體污染的風險，需要將飼養細胞與目的細胞類型分離開來，從而提高了成本，也使得細胞更易于發生變異。盡管有研究表明小鼠和人類胚胎干細胞(ESCs)均可在缺乏飼養層細胞的條件下作為懸浮聚集物維持在多能狀態并進行擴增。然而，迄今報道的所有懸浮培養都需要進行一系列的分離和再聚集步驟，這樣的操作大大限制了細胞的產量。
為了攻克這一難題，Fluri將細胞重編程過程與一種可提供穩定微環境的生物反應器技術組合起來，在這種持續粘附、無基質的懸浮培養系統中成功將小鼠細胞重編程生成了多能干細胞，隨后研究人員又誘導這些多能干細胞生成了心臟細胞。
通過導入這一特殊的生物反應過程，實現了干細胞在懸浮條件下生長，消除了貼壁培養細胞存在的一些固有問題。此外，這一新培育技術還有可能使細胞生成更安全更穩定。
新系統未來將有可能用于對iPSC重編程過程的基礎研究，以及解析培養基和微環境對于細胞重編程的影響。它代表朝大規模生成可用于多種應用的iPSC邁出了重要的一步。
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