日前，由中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院承擔的國家重大科研裝備研制項目“全自動干細胞誘導培養(yǎng)設(shè)備”已在廣州正式通過國家驗收，設(shè)備所有技術(shù)指標均達要求，這也是世界上首臺全自動、大規(guī)模、規(guī)范化誘導及擴增的干細胞誘導生產(chǎn)系統(tǒng)。
所謂“干細胞”是指具有自我復制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(yī)學界稱為“萬能細胞”，在再生醫(yī)學、疾病模型、藥物篩選、精準醫(yī)學等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景，近些年，干細胞研究興起了“誘導多能干細胞”（以下簡稱iPSC）新領(lǐng)域的發(fā)展，從而解決了干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干細胞，科研人員需要制備并讓其大量增殖，也就是養(yǎng)細胞。然而，當前干細胞誘導、培養(yǎng)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，由于缺乏對細胞命運變化及誘導多能干細胞克隆篩選和擴增的實時及定量監(jiān)控，難以實現(xiàn)干細胞誘導流程的規(guī)范化與標準化；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，財政部支持的國家重大科研裝備研制項目”全自動干細胞誘導培養(yǎng)設(shè)備研制“，于2013年立項，由廣州生物院負責承擔。項目團隊以創(chuàng)新技術(shù)為核心，利用院內(nèi)國際領(lǐng)先的誘導多能干細胞技術(shù)、干細胞誘導分化技術(shù)等研究成果，并結(jié)合自動化技術(shù)，歷時4年，攻克8項關(guān)鍵技術(shù)，取得多項創(chuàng)新性成果，成功研制國際首臺全自動干細胞誘導培養(yǎng)設(shè)備。
據(jù)了解，全自動干細胞誘導培養(yǎng)設(shè)備占地25平方米，由自動化培養(yǎng)箱系統(tǒng)、自動化液體處理系統(tǒng)、顯微在線觀測系統(tǒng)、高精度克隆挑取系統(tǒng)、培養(yǎng)皿傳送系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)六大模塊組成。
干細胞的重編程是從一個個體化的矩陣培養(yǎng)箱開始，培養(yǎng)箱可并行培養(yǎng)24份個體化的誘導多能干細胞。然后，再由自動傳送臂在b級環(huán)境下將6孔細胞培養(yǎng)板從培養(yǎng)箱傳送至操作艙中。隨后，培養(yǎng)板就被置入成像區(qū)。接下來，擁有1.2微米分辨率的顯微成像系統(tǒng)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(yǎng)箱主要是為細胞培養(yǎng)提供適當?shù)臏囟?、濕度和氣體環(huán)境，保證細胞的培養(yǎng)處于合適的環(huán)境，同時也保障個體細胞間不會交叉污染，人養(yǎng)細胞，不會全程監(jiān)測細胞狀態(tài)。而這臺設(shè)備能全天候堅守，可以通過手機APP端監(jiān)測，并及時完成移液、換液等操作。細胞的培養(yǎng)時間也縮短了。它還能自動獲取細胞成長信息，預測細胞成長趨勢，自動挑選出符合要求的成熟誘導多能干細胞。“
”該自動化智能技術(shù)可實現(xiàn)每月24人次為周期的GMP級別的細胞制備通量，為我國的生物先進制造提供了上游細胞來源的智能保障，有了這臺設(shè)備后，從事誘導多能干細胞的科研人員不再靠人工操作養(yǎng)細胞，甚至不具備養(yǎng)細胞技術(shù)的人只要靠這臺儀器就能獲得誘導多能干細胞。“張驍補充說道。
據(jù)悉，目前各醫(yī)院細胞治療臨床應用迫切需要干細胞制備裝置，全自動干細胞誘導培養(yǎng)設(shè)備已逐步在各研究單位或一級醫(yī)院研究中心開始推廣。
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