我國研製成功世界首台全自動幹細胞誘導培養設備

醫藥網5月18日訊 日前, 由中科院廣州生物醫藥與健康研究院承擔的國家重大科研裝備研製項目 '全自動幹細胞誘導培養設備' 已在廣州正式通過國家驗收, 設備所有技術指標均達要求, 這也是世界上首台全自動, 大規模, 規範化誘導及擴增的幹細胞誘導生產系統.

所謂 '幹細胞' 是指具有自我複製功能及多向分化潛能的細胞, 在特定條件下能再生成人體的各種細胞, 組織或器官, 被醫學界稱為 '萬能細胞' , 在再生醫學, 疾病 模型, 藥物篩選, 精準醫學等領域具有廣闊的應用前景, 近些年, 幹細胞研究興起了 '誘導多能幹細胞' (以下簡稱iPSC) 新領域的發展, 從而解決了幹細胞作為種子細胞的來源問題.

廣州生物院研究員潘光錦介紹: 為了獲得大量誘導多能幹細胞, 科研人員需要製備並讓其大量增殖, 也就是養細胞. 然而, 當前幹細胞誘導, 培養及篩選過程均只能依靠人工操作完成, 存在很多的不足. 一方面, 由於缺乏對細胞命運變化及誘導多能幹細胞克隆篩選和擴增的即時及定量監控, 難以實現幹細胞誘導流程的規範化與 標準 化; 另一方面, 人工操作也存在效率低, 成本高, 通量低, 安全性差等問題. '

在此背景下, 財政部支援的國家重大科研裝備研製項目' 全自動幹細胞誘導培養設備研製 ', 於2013年立項, 由廣州生物院負責承擔. 項目團隊以創新技術為核心, 利用院內國際領先的誘導多能幹細胞技術, 幹細胞誘導分化技術等研究成果, 並結合自動化技術, 曆時4年, 攻克8項關鍵技術, 取得多項創新性成果, 成功研製國際首台全自動幹細胞誘導培養設備.

據了解, 全自動幹細胞誘導培養設備佔地25平方米, 由自動化培養箱系統, 自動化液體處理系統, 顯微線上觀測系統, 高精度克隆挑取系統, 培養皿傳送系統, 設備控制系統六大模組組成.

幹細胞的重編程是從一個個體化的矩陣培養箱開始, 培養箱可並行培養24份個體化的誘導多能幹細胞. 然後, 再由自動傳送臂在b級環境下將6孔細胞培養板從培養箱傳送至操作艙中. 隨後, 培養板就被置入成像區. 接下來, 擁有1.2微米解析度的顯微成像系統就會對其成像, 整個過程不超過10分鐘.

廣州生物院研究員張驍表示: ' 獨立矩陣式培養箱主要是為細胞培養提供適當的溫度, 濕度和氣體環境, 保證細胞的培養處於合適的環境, 同時也保障個體細胞間不會交叉汙染, 人養細胞, 不會全程監測細胞狀態. 而這台設備能全天候堅守, 可以通過手機APP端監測, 並及時完成移液, 換液等操作. 細胞的培養時間也縮短了. 它還能自動獲取細胞成長資訊, 預測細胞成長趨勢, 自動挑選出符合要求的成熟誘導多能幹細胞. '

' 該自動化智能技術可實現每月24人次為周期的 GMP 級別的細胞製備通量, 為我國的生物先進位造提供了上遊細胞來源的智能保障, 有了這台設備後, 從事誘導多能幹細胞的科研人員不再靠人工操作養細胞, 甚至不具備養細胞技術的人只要靠這台儀器就能獲得誘導多能幹細胞. '張驍補充說道.

據悉, 目前各 醫院 細胞治療臨床應用迫切需要幹細胞製備裝置, 全自動幹細胞誘導培養設備已逐步在各研究單位或一級醫院研究中心開始推廣.