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世界首台全自动化干细胞诱导培养设备通过验收

来源:网络整理 作者:华侨时报 发布时间:2018-05-16
摘要:世界首台全自动化干细胞诱导培养设备通过验收---5月15日,中科院广州生物医药与健康研究院(简称广州生物院)全

  原标题:世界首台全自动化干细胞诱导培养设备通过验收

  干细胞,养起来更简单(解码·发现)

  5月15日,中科院广州生物医药与健康研究院(简称广州生物院)全自动干细胞诱导培养设备研制项目团队研制的全自动干细胞诱导培养设备顺利通过验收,这是世界上首台全自动、大规模、规范化诱导及扩增的干细胞诱导生产系统。该设备将实现全自动化、规模化、智能化的诱导干细胞制备,对再生医学及其相关的细胞治疗领域产生重大影响。

  人工操作难以实现规范化与标准化,已成干细胞发展瓶颈

  干细胞是具有自我复制功能及多向分化潜能的细胞,在特定条件下能再生成人体的各种细胞、组织或器官,医学界称为“万能细胞”。干细胞在基础研究和转化医学应用中具有重要意义,在再生医学、疾病模型、药物筛选、精准医学等领域具有广阔的应用前景。但是,由于常规的干细胞存在量不足,干细胞研究兴起了诱导多能干细胞这一领域的发展,试图解决干细胞作为种子细胞的来源问题。

  “科学家发现如果将人的体细胞进行处理,可以获得一种新的干细胞,这种干细胞被称为诱导多能干细胞。它在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等都与胚胎干细胞极为相似,是胚胎干细胞的完美替代细胞。”广州生物院研究员潘光锦说,“目前,诱导多能干细胞已成为相关医学研究的核心工具,用于新药研发、神经损伤修复、心肌细胞修复、组织器官再生或移植等领域。”

  为了获得实验所需的大量诱导多能干细胞,科研人员需要制备并让其大量增殖,也就是养细胞。然而,当前干细胞诱导、培养及筛选过程均只能依靠人工操作完成,存在很多的不足。潘光锦说:“一方面,由于缺乏对细胞命运变化及诱导多能干细胞克隆筛选和扩增的实时及定量监控,难以实现干细胞诱导流程的规范化与标准化;另一方面,人工操作也存在效率低、成本高、通量低、安全性差等问题。”

  因此,如何实现干细胞自动化规模化的均质培养与扩增,避免这些问题,是诱导多能干细胞技术走向实际应用亟须突破的瓶颈。

  在此背景下,财政部支持的国家重大科研装备研制项目“全自动干细胞诱导培养设备研制”,于2013年立项,由广州生物院负责承担。项目团队以创新技术为核心,利用院内国际领先的诱导多能干细胞技术、干细胞诱导分化技术等研究成果,并结合自动化技术,历时4年,攻克8项关键技术,取得多项创新性成果,成功研制国际首台全自动干细胞诱导培养设备。

  广州生物院研究员张骁说:“有了这台设备后,从事诱导多能干细胞的科研人员不再靠人工操作养细胞,甚至不具备养细胞技术的人只要靠这台仪器就能获得诱导多能干细胞。”

  可实现全过程实时追踪监测,并提高干细胞的制备质量

  全自动干细胞诱导培养设备占地25平方米,由自动化培养箱系统、自动化液体处理系统、显微在线观测系统、高精度克隆挑取系统、培养皿传送系统、设备控制系统六大模块组成。

  据科研人员介绍,干细胞的重编程是从一个个体化的矩阵培养箱开始,培养箱可并行培养24份个体化的诱导多能干细胞。然后,再由自动传送臂在b级环境下将6孔细胞培养板从培养箱传送至操作舱中。随后,培养板就被置入成像区。接下来,拥有1.2微米分辨率的显微成像系统就会对其成像,整个过程不超过10分钟。

责任编辑:华侨时报