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组织工程C部分:利用三维平台高效诱导干细胞分化为多种细胞类型

2012年12月07日 讯 /生物谷BIOON/ --诱导性多能干细胞(iPSCs)具有分化为体内任何细胞类型的潜力,为药物开发和再生医学提供了强大工具。然而,在实验室中大规模诱导这些细胞可靠地选择特定命运一直是一个挑战。如今,新加坡A*STAR的一个干细胞研究小组开发出一种细胞分化方法:在三维生物反应器中增殖和扩增iPSCs,从而高效产生神经祖细胞。

论文通讯作者Steve Oh及其同事利用他们之前为在三维悬浮系统中于固体颗粒表面培养人胚胎干细胞开发的微载体平台开始研究。他们为人iPSCs优化了该技术,证实每天更换两次培养基的搅拌式反应器中,包被蛋白的圆柱状微载体可使重编程干细胞增殖20倍。这一产量高于任何其他报道的成批培养系统。

在正常条件下,科学家们需在平直培养皿中费时费力地操纵iPSCs以形成更特化的细胞。但在这种新三维平台下,仅需更换培养基,研究人员即可高达85%的效率诱导iPSCs成为神经祖细胞。利用这种整合增殖与分化的过程,每个接种的iPSC可产生333个神经祖细胞。相比之下,经典二维组织培养方法仅能让每个初始干细胞产生53个神经祖细胞。

Oh说:“二维方法费时费力,产量仅10%,且在不同实验室间差异大。基于微载体的培养方法为细胞生长提供更大表面积,因此可加入更多细胞以增加集料尺寸和产量。”

Oh及其同事还诱导这些神经祖细胞进一步分化为多种脑细胞,包括三种主要神经细胞系:神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞。Oh指出,未来这些神经元可能用于治疗帕金森病等疾病,而移植少突胶质细胞可能治疗脊髓损伤。

(责任编辑:泉水)