MSC研究解决方案间充质干细胞（MSCs）是一类具有多向分化潜能的成体干细胞，最早于1968年由Friedenstein从骨髓中分离出来。MSC存在于多种组织中，常见来源包括骨髓、脂肪组织、脐带和胎盘、牙髓和滑膜等。MSC不仅能够自我更新，还能够分化为多种细胞类型，包括成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌肉细胞和神经细胞等。由于其强大的分化能力、免疫调节特性以及低免疫原性，MSC在再生医学、免疫治疗、抗炎、抗纤维化等领域中应用前景很广。 |
来自不同组织类型的MSC和分化类型（图源https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31965214/） |
MSC疗法及主要应用领域
截至2024年11月，在ClinicalTrials.gov网站检索到的间充质干细胞临床试验已超过1300个，在骨关节炎、脑卒中、帕金森病、糖尿病、心衰等疾病领域都展示出了强大的治疗潜力。大多数研究使用脂肪或骨髓来源的MSC。近75%的临床研究使用MSC作为再生医学产品，大约14%的研究使用MSC进行疾病建模，其余11%的研究使用MSC进行药物发现和细胞毒性测试应用。
截至2024年6月，国内已有52家干细胞制药公司的95款干细胞药品进入CDE获得临床试验默示许可。2025年1月2日，国家药监局通过优先审评审批程序附条件批准我国首款干细胞治疗药品艾米迈托赛注射液上市，适应症为用于治疗14岁以上消化道受累为主的激素治疗失败的急性移植物抗宿主病（aGVHD）。研发端的加速增强了干细胞市场前景的预期，也预示未来干细胞治疗将成为医疗健康领域的重要发展方向。
· 再生医学：包括骨修复、软骨再生、肌肉修复、神经修复和心脏修复等领域；
· 免疫调节与抗炎：涵盖类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、克罗恩病和移植物抗宿主病（GVHD）等；
· 抗纤维化治疗：主要用于肝纤维化、肺纤维化和肾纤维化等；
· 神经退行性疾病治疗：包括阿尔茨海默病、帕金森病和脊髓损伤等；
· 心血管疾病治疗：涉及心肌梗死、心力衰竭和周围血管疾病；
· 糖尿病治疗：包括糖尿病足溃疡、1型糖尿病和2型糖尿病；
· 抗肿.瘤治疗与药物递送：用于肿.瘤靶向治疗和抗肿.瘤药物递送；
· 美容与皮肤修复：涵盖抗衰老和皮肤创伤修复；
· 毛发再生：主要用于脱发治疗和毛囊修复。
从研发到工艺开发到临床生产GMP级解决方案
分离鉴定
MSC的分离是获取纯净MSC的重要步骤，通常从多种组织来源中提取，如骨髓、脂肪组织、脐带、胎盘等。通过贴壁培养、密度梯度离心、免疫磁珠或流式细胞分选等技术，可以获得高纯度的MSC。分离后的MSC的鉴定主要依赖于其特定的表面标志物和多能分化潜能。
MSC通常呈纺锤形或成纤维细胞样形态，贴壁生长。通过流式细胞术或免疫荧光染色检测MSC的表面标志物（阳性标志物CD73、CD90、CD105和阴性标志物CD34、CD45、CD14、HLA-DR等）。MSC具备向成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞分化的能力。
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扩增培养
MSC的体外培养需要在适当的条件下进行，以保持其干性、分化能力和免疫调节特性。MSC会分泌多种生长因子，如转化生长因子β（TGF-β）、血小板源性生长因子（PDGF）、胰岛素样生长因子（IGF）和血管内皮生长因子（VEGF）等，这些因子有助于调节周围细胞的生长和修复。在体外培养中，MSC容易出现快速细胞衰老，为减缓MSC的衰老，在培养基中添加优化浓度和组合的生长因子可以明显提高MSC的增殖、存活及分化潜能。
日本Solallis利用其核心技术开发的Stem Design系列培养基以较低的价格同时表现出较高的增殖性能。Stem Design系列化学成分限定的MSC培养基适用于脂肪/骨髓/脐带来源的MSC扩增培养，能够满足MSC干细胞治疗、再生医学、生物材料和药物开发等研究领域的应用需求。
为了满足临床治疗和产业化需求，大规模扩增MSC的关键在于优化培养条件（无血清培养基和生长因子）、选择合适的扩增系统（微载体生物反应器）以及严格的质量控制，培养必须符合GMP标准。由于MSC很容易黏附生长，通常是通过在贴壁基质（如微载体）上生长悬浮培养来实现大规模扩增。因此，一个可放大的稳健的悬浮生物反应器工艺对于满足hMSC临床生产的需求很重要，而这要从按比例缩小的生物反应器模型的工艺开发和优化开始。
| 产品介绍： • 不含动物源性成分：可避免动物源性成分引起的病毒感染等安全风险 • 不含人源性成分：可避免人源添加物的批次间差异导致的工艺不稳定 • 化学成分明确：批次间差异极小，且质量稳定，减轻由批次检测造成的工作量 • 不含抗生素：避免抗生素对细胞增殖、活性、分化和基因表达的不利影响 • 高扩增效率：提高MSC长期培养时的扩增效率并维持成骨、成软骨、成脂分化潜能 • 即用型：Ready-to-use的培养基，无需额外添加其他补充剂，降低成本 • 依据IS013485制定的GMP标准制造 应用学习： |
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| 产品介绍： • 兼容性：作为培养基补充剂，替代胎牛血清FBS或AB血清，适用于各细胞类型包括MSC, T细胞，NK细胞，内皮细胞等的培养 • 安全性：在ISO9001认证的设施中验证了病原体的减少，并进行了无菌，支原体和内毒素等测试 • 重现性：通过汇集来自AABB认证/FDA注册血液中心的100多名美国人体捐献者，更大限度地减少了批与批之间的差异 • 合规性：在欧洲药典5.2.12.4章则要求的环境下生产，获FDA BMF认证 • 无需肝素：替代血清添加入培养基使用，产品生产过程和使用过程都无需添加肝素 • 稳定供应：国内长期现货，满足临床以及规模商业化生产需求 应用学习： |
产品介绍： • 促进MSC增殖和维持MSC功能特性的生长因子 • 无动物源TGF β1 PLUS增强多能性维持 • 用于MSC培养优化的热稳定性FGF-2 (bFGF) 蛋白 应用学习： 👉🏻 FGF2-G3案例研究 |
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| 产品介绍： • 用于MSC常规传代的重组胰蛋白酶TrypLE • 在GMP法规下生产，不含任何动物源成分 • 酶活高：比同类产品多2000~3000 BAEE单位酶活 • 更稳定：24个月酶活下降不超10%，37℃ 7天加速实验酶活未见明显变化 • 效果好：与同类进口产品相比肽段漏切率低 • 无需添加额外抑制剂 |
产品介绍： • 适用于MSC、iPSC、NK、T、islet等敏感类型细胞的大规模悬浮培养 • 垂直轮动力可低功率下带动培养物有效的悬浮 • 温和水流动力减少剪切力损伤，有利于MSC贴附于微载体上的生长 • 0.1L到80L，适用早研到临床及商业化生产 • 符合cGMP质量和监管标准，材质批次可追溯 应用学习： |
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基因编辑
MSC基因编辑常用于细胞功能调控、疾病模型构建、基因治疗以及再生医学等领域。基因编辑技术通过引入特定的遗传改变来增强MSC的功能或修复某些遗传缺陷，从而实现特定的生物学目标。例如，编辑MSC中的生长因子（如VEGF、HGF）的表达水平，能够明显提高其在组织损伤修复中的疗效。CRISPR-Cas9技术常被用于这些修饰，以提高其对创伤、骨折等的治疗效果。
通过工具如CRISPR-Cas9、TALENs等，研究人员可以调控MSC的基因表达，增强其功能或修复遗传缺陷，推动细胞疗法的发展。然而，低转导效率、脱靶效应及潜在的免疫反应仍然是该领域的挑战，需要进一步的优化与技术改进。MSC的转导效率较低，尤其是通过病毒载体（如慢病毒）进行基因编辑时，感染效率不理想，通过使用慢病毒转导增强剂LentiBOOST可以提高编辑效率。
产品介绍： • 增强LV转导效率，可达90%—提高治疗蛋白表达量，利于取得临床试验成功 • 减少MOI低至2倍，从而降低COGS（Cost of goods sold）——减少Lentivirus的用量和物料成本 • 控制单个细胞中的LV载体拷贝数（VCN，Virus Copy Number）——符合FDA/EMA对ATMPs(Advanced Therapy Medicinal Products)产品的安全标准 • 易于使用——无需改变现有转导流程，兼容已开发流程 • 提供研究级和GMP级——GMP级具有临床试验的各个必备文件 • l30多种应用LentiBOOST LV转导增强剂的药物已在美国和欧洲进入临床试验（Phase III和Phase I/II）阶段——加速了IND文件归档 应用学习： 👉🏻 LentiBOOST协同特异性Lentivirus载体使细胞转导效率更高 |
工艺开发
生物反应器是细胞疗法产业化中的核心技术。它们通过提供一个高度受控的环境，使得大规模细胞生产成为可能，为细胞治疗和再生医学提供了可靠的生产平台。
从小规模工艺开发到大规模临床和商业化生产，PBS Biotech垂直轮一次性生物反应器是异体细胞治疗的赋能技术，全系列生物反应器包括产品接触材料和软件，生产符合或优于cGMP质量和监管标准。
产品介绍： • 适用于MSC、iPSC、NK、T、islet等敏感类型细胞的大规模悬浮培养 • 垂直轮动力可低功率下带动培养物有效的悬浮 • 温和水流动力减少剪切力损伤，有利于MSC贴附于微载体上的生长 • 0.1L到80L，适用早研到临床及商业化生产 • 符合cGMP质量和监管标准，材质批次可追溯 应用学习： |
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制剂灌装
随着国内细胞与基因治疗行业不断向前发展，越来越多的客户已经进入临床研究&产品上市阶段，对制剂储存/灌装的需求逐渐增大。
多年前，美国Biolife Solutions集团旗下子公司Sexton Biotechnologies就提出了细胞制剂灌装及冻存的概念模型。如今，Sexton已开发出一系列与细胞制剂相关的灌装和存储设备，以实现细胞制造过程的灵活自动化和规模化，保证终端用户临床试验顺利进行，同时帮助客户减少产品误差和劳动力成本进而加速产品上市。
产品介绍： • 低速、高速双泵设计 • 灌装灵活性高，支持冻存管、冻存袋灌装 • 符合GMP要求，安全性高 • 在C级实验室即可实现全封闭灌装 • 可实现Max 525ml/min的灌装速度，可满足多数客户需求 应用学习： 👉🏻 技术速递——Sexton Signata CT-5灵活自动化细胞制剂灌装系统 |
细胞治疗最终制剂的活细胞药物由于自身的特殊要求，对其容器的材质、无菌性、耐用性、安全性等都有严格要求。美国Sexton品牌CellSeal无菌冷冻冻存管在低温冷冻存储条件下用于保证细胞治疗产品的安全低温保存和存储的性能。目前已被世界范围内的细胞治疗客户所应用，且已参与十几个国家40多种IND药物、2个上市药物（包括中国）的获批项目。
产品介绍： • 细胞制剂的药包材容器（直接接触药品的包装容器） • 结合了冻存袋和硬瓶的优点，满足细胞治疗行业需求 • 美国药典高等级的医用塑料USP Class VI，选材考究，耐低温\耐DMSO\抗断裂 • 药包材测试清单齐全 • 世界范围内已有丰富的IND和BLA案例 应用学习： |
冻存复苏
细胞制剂的冻存与复苏是确保细胞治疗成功的关键步骤。优化的冻存与复苏方法可以较大限度地保持细胞的活性和功能，为后续的临床应用提供高质量的细胞产品。在每个步骤中，严格的操作规范和质量控制很重要，以确保最终的治疗效果。
上海曼博生物还提供“iPSC全流程解决方案”，欢迎点击查看！
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