以下文章来源于干细胞者说（公众号）

诱导多能干细胞已经从基础科研走向临床，人们对基于iPSC的细胞治疗寄予了无限期待，也取得了显著的进展！

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近年来，诱导多能干细胞（iPSCs）在医学研究和临床治疗中展现出了巨大的潜力。iPSCs不仅能够自我更新，还可以分化为体内几乎所有类型的细胞。这种独特的特性使其在疾病模型构建、药物筛选和再生医学等领域得到了广泛应用。

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最新研究展示出突破进展

上个月，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心程新研究组联合海军军医大学上海长征医院殷浩团队在国际学术期刊Cell Discovery发表了最新研究成果：<Treating a type 2 diabetic patient with impaired pancreatic islet function by personalized endoderm stem cell-derived islet tissue>[1]。这是世界范围内首次报道的（first-in-human）通过利用干细胞来源的自体再生胰岛组织移植治愈胰岛损伤性T2D的探索性临床研究。

2型糖尿病（T2D）是一种以胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能逐渐丧失为特征的慢性疾病。传统的治疗方法包括口服降糖药物和胰岛素注射，但这些方法仅能缓解症状，无法根治疾病。研究人员利用患者自身的iPSCs，通过体外分化生成胰岛组织（E-胰岛），并成功移植到一名T2D患者体内。研究结果显示，这种个性化治疗方法显著改善了患者的血糖控制，减少了外源性胰岛素的需求，并未出现肿瘤形成等不良反应。干细胞疗法作为一种新兴的治疗手段，为T2D患者带来了新的希望。

生成和质量控制E-胰岛以及E-胰岛移植的安全性/有效性评估的主要程序简要方案[1]

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iPSCs在医学研究和临床应用中展现出许多独特的优势

1）自我更新和多能性

iPSCs具有无限增殖的能力，并可以分化为任何类型的体细胞。这一特性使得iPSCs在再生医学中有着广泛的应用前景，可以用于修复和替代受损的组织和器官。

2）个性化治疗

通过从患者体内获取细胞，重编程为iPSCs，再分化为目标细胞类型，可以避免免疫排斥反应，实现个性化治疗。这种方法不仅提高了治疗的安全性和有效性，还为患者提供了定制化的医疗解决方案。

3）伦理问题较少

相比于胚胎干细胞，iPSCs不涉及胚胎的使用，因此在伦理方面争议较少。这一优势使得iPSCs在临床应用中的推广更加容易，也为科学研究提供了更为广阔的空间。

4）广泛的应用前景

iPSCs不仅在糖尿病治疗中展现出潜力，还可以应用于神经退行性疾病、心血管疾病等多种疾病的研究和治疗。例如，iPSCs可以用于阿尔茨海默病、帕金森病的疾病模型构建和药物筛选，帮助研究人员深入了解疾病机制，开发有效的治疗方法。

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iPSCs培养和表征的挑战

iPSCs在再生医学、疾病模型构建、药物筛选以及个性化医疗领域有着广阔的应用前景，但其培养和表征过程中的挑战也不容忽视。

1）控制变异性并确保实验的重现性

iPSCs培养的一个主要挑战在于其对培养条件的高度敏感性。任何细微的变化都可能影响细胞的状态。例如，培养基中的成分比例、细胞传代的频率和方法、以及培养皿的表面处理方式，都会对细胞的增殖和分化产生影响。

2）实现高通量检测

在iPSCs研究中，高通量检测是必不可少的，然而传统的检测方法往往耗时费力，无法满足大规模研究的需求。

3）深入理解细胞分化过程

了解iPSCs在分化过程中细胞形态和功能的变化，对于开发有效的细胞治疗方案至关重要。传统的表征方法可能存在不一致和不可靠的问题，导致细胞群表现出高度异质性、细胞死亡率高、分化率高等问题。

4）保证细胞治疗产品的安全性

细胞治疗产品需要严格的质量控制，避免细菌、真菌和支原体污染，以确保患者安全。

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赛多利斯iPSCs相关产品和解决方案

赛多利斯提供了一系列专用的工具和平台，使用灵活、深入的工作流程，用于iPSCs的培养和表征。以下是一些关键产品及其应用：

 Microsart® Research支原体检测试剂盒

Microsart® Research细菌检测试剂盒  

快速实时PCR无菌检测

图 1. 赛多利斯平台在 iPSC 培养中的应用示意图。

使用三种赛多利斯仪器（CellCelector Flex、Incucyte® 和 iQue®）挑取和接种 iPSC、测定多能性并监测细胞生长情况和汇合度。使用快速Microsart® 快速实时 PCR 检测试剂盒，快速检测和监测支原体、细菌和真菌污染。

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应用案例

1）使用 CellCelector Flex全自动无损细胞分离系统快速、温和且可靠地挑取 iPSC

无论使用哪种细胞系统（尤其是 iPSC 等干细胞），让细胞保持良好的健康状态都至关重要。CellCelector Flex是一款高精度的自动化平台，能够识别和挑取靶细胞，对iPSCs进行无损操作。

操作简便：友好的用户界面，操作简便，适合不同经验水平的研究人员使用。

高精度和一致性：高精度地挑取和分离细胞，确保实验结果的一致性和可靠性。

温和处理：采用温和的处理方式，减少了对细胞的损伤，保持了细胞的多能性和健康状态。

图2.  使用CellCelector Flex 可以精准、快速、温和且可靠地挑取 iPSC。

使用 CellCelector 平台拍摄的显微照片，照片中突出显示了系统选择的iPSC 集落。(A) 和 (B)分别为手动和CellCelector 挑取并接种的 iPSC 集落，用碘化丙啶(PI) 染色以鉴别死亡细胞。显微照片 (C) 显示了 CellCelector 挑取之前，干细胞集落中的一个分化区域。(D) 是(C) 中所示的培养板区域分离分化部分后的显微照片。(E) 是挑取多能细胞部分之前，饲养细胞层上生长的大型iPSC 集落的显微照片。集落右下角有自发分化的迹象。(F) 是使用CellCelector Flex 挑取 (E) 中的集落后的显微照片，CellCelector 靶向收集并转移了多能细胞区域用于进一步培养。比例尺等于 500 μm。

2）在 iPSC 培养过程中监测形态和多能潜力

采集整个分化过程中的相位图，持续监测分化、生长情况和细胞活性是研究iPSC必不可少的步骤。使用赛多利斯Incucyte®实时活细胞分析系统能够自动化地对iPSCs工作流程进行成像，研究人员可以在各个时间点监测细胞形态和集落形成情况。

实时监测：实时监测细胞的形态和汇合度变化，提供连续的动态数据。

减少干扰：通过高清相差成像，在不取出培养板的情况下记录细胞状态，减少了对细胞的干扰。

数据分析：该平台配备了强大的数据分析软件，可以定量评估细胞的健康状况和多能性，提供精确的实验结果。

图 3. 在 iPSC 培养过程中监测形态和多能潜力。

在优化 (mTESR Plus) 和未优化 (RPMI) 条件下生长的 iPSC 的 Incucyte® 图像。（A、D）经Nuclight 快速红色染料染色后的 iPSC 荧光图像，比较了不同条件下的细胞核密度。（B、E）相同 iPSC 的相差图像，显示出两个变量之间的形态差异。（C、F）Incucyte® 上的圈描分析显示了汇合度和核荧光面积，可用于确定核质比，如 (G) 中所示。比例尺等于 400 μm。

3）使用 iQue® 流式细胞仪分析iPSC 标记物表达的变化

为进一步研究 iPSC 在非最佳条件下培养时的多能性损失，可以使用 iQue® 流式细胞仪分析特定多能性标记物的表面标记物表达量，每个样品仅需 10 ­L。

高通量分析：能够处理大量样品，极大提高了实验效率，适合大规模研究。

多参数分析：该平台可以同时分析多个标记物的表达，提供全面的细胞表征数据。

灵活性强：iQue®平台适用于多种实验设计，能够灵活调整实验参数，满足不同研究需求。

图 4. 使用 iQue® 高通量流式细胞仪分析 iPSC 标记物表达的变化。

iQue Forecyt® 软件收集的iPSC 生长数据的散点图，iPSC 分别在优化培养基(mTESR Plus) 和未优化培养基 (RPMI) 中培养了 (A) 2 天和 (B) 4 天，诱导“分化”。图中显示了 SSEA-1（非多能性标记物）、SSEA-4（多能性标记物）、TRA-1-60（多能性标记物）和“多能性”（SSEA-1 阴性，SSEA-4/TRA-1-60阳性）的标记物表达量（± SEM，n=4）。图 (C) 显示了 iQue Forecyt® 软件所呈现的 SSEA-1 和“多能性”标记物原始数据，数据采集自优化和未优化条件下生长 2 天的 iPSC (n=4)。NCCIT和 THP-1 分别是多能性标记物表达和非多能性标记物表达的对照细胞系。

4）快速实时PCR试剂盒进行无菌检测

Microsart® ATMP 快速实时 PCR 检测试剂盒，快速检测和监测支原体、细菌和真菌污染。在3小时内即可完成细菌和真菌污染的检测。在iPSC疗法发现和开发过程中快速准确地检测污染物，从而提高安全性。

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小结和展望

诱导多能干细胞（iPSCs）作为一种重要的科研工具，展现出了巨大的应用潜力。从糖尿病的个性化治疗到各种复杂疾病的研究，iPSCs为我们打开了探索生命奥秘的新大门。赛多利斯提供的iPSCs相关产品和解决方案，通过高效的培养、监测和表征平台，为研究人员提供了有力的支持。我们期待未来更多的科研成果和临床应用，为人类健康事业贡献更多的力量。在不久的将来，基于iPSC的细胞治疗技术将成为一项真正的临床选择，在全球范围内为病人带来福音。

参考文献：

[1] Wu, J., Li, T., Guo, M.et al. Treating a type 2 diabetic patient with impaired pancreatic islet function by personalized endoderm stem cell-derived islet tissue. Cell Discov 10, 45 (2024). http://doi.org/10.1038/s41421-024-00662-3

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