我国研(yán)制成功世界首台全自动干(gàn)细胞诱导培养设备(bèi)
日前,由中科院(yuàn)广州生物医药与健康研究院承担的国家重大科研装备研(yán)制项(xiàng)目“全(quán)自动干(gàn)细胞诱导培养设备”已在广州正(zhèng)式(shì)通过国家验收,设备所(suǒ)有技术指标均达要求(qiú),这也是世(shì)界(jiè)上首台全自(zì)动、大规模(mó)、规(guī)范(fàn)化诱导及扩增的干(gàn)细胞诱导生产系统。
所谓“干细胞”是指具(jù)有自我复制功(gōng)能及多向分(fèn)化潜能的(de)细(xì)胞,在特定条(tiáo)件下能再生成(chéng)人(rén)体的各(gè)种细胞、组织或器官,被(bèi)医学界称为“万能(néng)细胞”,在再生医学、疾病模型、药(yào)物筛选、精准医学等领域具有广阔的应(yīng)用前景,近些(xiē)年,干细胞研究(jiū)兴起了“诱导(dǎo)多能干细(xì)胞”(以(yǐ)下简称iPSC)新(xīn)领域的发(fā)展,从而解决了(le)干细胞作为种子细胞的来源问(wèn)题。
广州生物院研(yán)究员潘光锦介绍(shào):为了获得大量诱导多能干细胞,科(kē)研人员需要(yào)制(zhì)备并让其(qí)大量(liàng)增(zēng)殖,也就是养细(xì)胞。然而(ér),当前干细(xì)胞诱导、培养及筛选过程均只能依靠人工(gōng)操作完成(chéng),存在很多的不(bú)足。一方面,由(yóu)于缺乏对细胞命运变化及诱导多能(néng)干细(xì)胞克隆筛选和扩增的实(shí)时及定量监控,难(nán)以实(shí)现(xiàn)干细胞(bāo)诱导(dǎo)流(liú)程(chéng)的规范(fàn)化与标准(zhǔn)化;另一方面,人工(gōng)操作也存在效率低、成本高、通量低、安(ān)全性差(chà)等问题。“
在此背景下,财政部支持的国家(jiā)重大科研(yán)装备研制项目”全自动干细胞诱导培养设(shè)备研制(zhì)“,于2013年(nián)立项,由广州生物院负责(zé)承担。项目团队(duì)以创新技(jì)术为核(hé)心,利(lì)用院内国际领先的(de)诱导多能干细胞技(jì)术、干细胞诱导分化(huà)技术等(děng)研究(jiū)成(chéng)果,并结合自动化(huà)技术(shù),历时4年(nián),攻(gōng)克8项关键技术,取(qǔ)得多项(xiàng)创(chuàng)新性成果(guǒ),成功研制国际首(shǒu)台全自动干细胞诱导培(péi)养(yǎng)设备。
据(jù)了解,全自(zì)动干(gàn)细胞诱导培养设备占地25平(píng)方米,由自动化培养箱(xiāng)系统、自动(dòng)化液(yè)体处理(lǐ)系(xì)统(tǒng)、显微在线观测系统、高(gāo)精度克隆(lóng)挑取系统(tǒng)、培养(yǎng)皿传送系(xì)统、设备控制系统(tǒng)六大模块组成。
干细胞(bāo)的(de)重编程是从一个(gè)个体化的矩阵(zhèn)培(péi)养箱开始,培(péi)养箱可并行培养24份个体化的诱导多能干(gàn)细胞。然后,再由(yóu)自动(dòng)传送臂(bì)在b级环境下将6孔细胞培养板(bǎn)从培(péi)养箱传送至操作(zuò)舱中。随后(hòu),培养板就被置入成像区。接下来(lái),拥有1.2微米分辨率的显微成(chéng)像(xiàng)系统就会(huì)对其成像,整个过程不超(chāo)过10分钟。
广州生物院研究员张(zhāng)骁(xiāo)表(biǎo)示(shì):”独立(lì)矩阵式培(péi)养箱主要是为细胞培养(yǎng)提供适当的温(wēn)度(dù)、湿(shī)度和气体环境,保(bǎo)证细胞的(de)培养(yǎng)处于合适(shì)的环境,同时(shí)也保(bǎo)障(zhàng)个体细(xì)胞间不会(huì)交叉污染,人养细胞,不会全程监测(cè)细(xì)胞状态。而这台(tái)设备(bèi)能全天候坚守(shǒu),可以通过手(shǒu)机APP端监测,并及时完成移液、换(huàn)液等操作(zuò)。细胞(bāo)的培养时间也缩短了。它还(hái)能自动获取细(xì)胞成长信息,预测细(xì)胞成(chéng)长趋势,自(zì)动(dòng)挑选出符合要求的成熟诱导(dǎo)多能干细胞。
“该自(zì)动化智(zhì)能(néng)技术(shù)可实现每月24人次为周期的GMP级别的细(xì)胞制备通量,为我国的(de)生物先进制(zhì)造提供(gòng)了(le)上游细胞来源的智能保障(zhàng),有了(le)这台设备后,从事诱(yòu)导多能干细胞(bāo)的(de)科研人(rén)员不(bú)再靠(kào)人工(gōng)操作养细胞,甚至不具(jù)备养细胞技术的人只要靠这台(tái)仪(yí)器就能获得诱导多能干细胞(bāo)。” 张骁(xiāo)补充说道。
据悉,目前各(gè)医院细胞治疗临床(chuáng)应(yīng)用迫切需(xū)要干细(xì)胞制(zhì)备装置,全自动干细(xì)胞诱导培养设备已逐步在(zài)各研究(jiū)单位或一级医院(yuàn)研究中心开始推广(guǎng)。
来源:医谷