iPSC诱导多能干细胞研究解决方案诱导多能干细胞 (iPSCs) 是通过将成体细胞“重编程”成干细胞状态来获得的。这种重编程过程通常涉及将几个关键的基因（如OCT4、SOX2、KLF4和c-MYC，这些基因通常被称为“Yamanaka因子”）引入体细胞中，从而使这些细胞恢复到类似胚胎干细胞的多能状态。 iPSC技术的发展可以归功于日本科学家山中伸弥，他于2006年成功将成体细胞转化为多能状态。iPSCs具有与胚胎干细胞相似的特性，可以分化成多种细胞类型，包括神经细胞、心肌细胞、肝细胞等。 您也可以 点击此处 从“下载中心”获取我们的《ipsc全流程解决方案》 |
图片来源于 2024年诱导多能干细胞(iPS Cell)应用|生物线人(bioinformant.com) |
基于iPSC的细胞疗法及应用领域
基于iPSCs的细胞疗法是再生医学的一种革命性进展，它利用从患者体内采集的体细胞，通过重编程转化为具备多种分化潜力的干细胞，进而分化为所需的特定类型细胞用于治疗。这种方法具有较高的应用潜力，可以针对多种疾病进行个性化治疗。
• 神经退行性疾病：iPSCs可以被用来生成神经细胞，为帕金森病（PD）、阿尔茨海默病（AD）、肌萎缩侧索硬化症（ALS）等疾病的治疗提供新的希望。
• 心血管疾病：通过iPSC技术生成心脏细胞用于修复心脏组织或治疗心肌梗死等心血管疾病。
• 糖尿病治疗：iPSCs可以分化成胰岛β细胞，这对于1型甚至某些2型糖尿病患者可能是一种潜在的治病方法。
• 再生损伤组织：iPSCs的能力可以用于生产多种类型的细胞，用于治疗各种因疾病或外伤导致的组织损伤。
iPSC重编程的过程主要涉及以下几个步骤：
• 获取体细胞：从供体组织中获取的体细胞主要来源于皮肤成纤维细胞、血液细胞（PBMC和T细胞）和尿液细胞等。
• 引入重编程因子：通过病毒载体或其他基因传递方法，将四种关键的转录因子引入到体细胞中。
• 诱导多能性：这些因子启动细胞内的一系列基因表达变化，使得体细胞逐渐失去其特定的分化特性，转而获得类似于胚胎干细胞的多能性。
• 克隆选择和扩增：在培养过程中，部分细胞会逐渐形成iPSC克隆，挑选出的细胞克隆经过进一步培养和扩增，形成稳定的iPSC系。
• 分析鉴定：典型的鉴定方法包括形态学观察、表面标志检测和多能性验证等。
图片来源于网络：ncbi-National Library of Medicine网站
iPSC的维持培养通常采用一些标准定义的培养基，能提供iPSC生长和增殖所需的适当条件，这对于细胞的生长状态、分化潜能、基因组稳定性以及进行后续的实验和应用非常重要，包括mTESR、E8和StemPro等。由Paul Burridge在西北大学开发的B8 weekend-free培养基利用了由Dvorak及其在Masaryk大学和Enantis Ltd的同事开发的热稳定型（耐热型）FGF-2（FGF2-G3），Qkine从Enantis/Masaryk大学获得了FGF2-G3技术，用于iPSC培养和细胞农业等新兴应用。
使用全长人重组层粘连蛋白底物可以为多能干细胞、成体干细胞和组织特异性细胞的体外培养重塑生理相关性较高的生长环境，甚至可以在3D培养体系中培养。瑞典BioLamina为各种2D和3D应用提供多种全长人类重组层粘连蛋白细胞培养基质组合，特别是LN521亚型，一种在天然干细胞环境中表达的关键蛋白，可用于iPSC的干性维持及扩增效率高。
产品介绍： • 维持多能干细胞多能性的主要细胞因子 • 无动物源TGF β1 PLUS增强多能性维持 • 用于iPSC培养优化的热稳定性FGF-2 (bFGF) 蛋白 应用学习： 👉🏻 FGF2-G3案例研究 |
| 产品介绍： • 天然的、人全长层粘连蛋白 • 成分限定、无异种动物源 • 批次间一致性强，利于标准化 • 无预涂层PLL/POL等，不需要Rocki（Y-27632），无自发分化 • 无需周末换液（Weekend-free），减少工作量，降低培养成本 • 提供从早期研究使用的LN521到临床使用的细胞治疗级CT521 |
产品介绍： • 用于人iPSC的附着和维持 • 通过小鼠抗体产物（MAP）检测进行常规小鼠菌落病原体筛选 • 提取自不含LDEV的小鼠肿瘤细胞 • 对包括LDEV在内的多种病原体进行PCR检测；确保对生产过程中使用的原材料进行严格控制 • 对细菌、真菌和支原体进行检测，确保阴性 • 使用BCA方法测定蛋白浓度 • 使用血清学方法检测内毒素水平 • 在37℃下进行14天的凝胶稳定性测试 |
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产品介绍： • 超30年高质量胶原酶供应，按照制药级标准进行纯化和生产 • 组织细胞解离的整体解决方案：按照不同种属、组织/器官、细胞类型进行分类；各类应用的相关文献支持 • 不同规格、纯度、活性的胶原酶及中性水解酶 • 从科研级到无动物源GMP级别多重选择，相关GMP产品已在FDA备案DMF • 满足多数组织/器官的单细胞解离需求，包括提供敏感细胞解离专用的温和解离酶方案 • 提供优化过的胰岛专用细胞解离方案和产品 • 用户使用友好：提供优化过的细胞解离Protocol • 更高性价比：相同酶活性条件下价格与其他品牌相比具有优势 应用学习： 👉🏻 干细胞Bioprocess工艺消化——你想知道的秘密-Nordmark胶原酶 |
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产品介绍： • 适用于iPSC、MSC、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，利于产生均匀iPSC球体 • 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： |
利用基因编辑技术对iPSCs进行基因改变的过程以实现特定的研究目的或临床应用。下面是几种常见的iPSC基因工程改造方法：
• CRISPR-Cas9基因编辑：CRISPR-Cas9是一种应用较广的基因编辑工具，可以进行基因敲除、插入或修饰等操作，从而改变iPSC的基因组结构。
• 转基因技术：利用转基因技术可以将外源基因导入到iPSC中。转基因技术可以用于表达特定的蛋白质、标记细胞或操控特定信号通路等。
• 病人特异性突变模型：利用CRISPR-Cas9或其他基因编辑技术，在iPSC中引入病人特异性的突变。这有助于研究特定遗传性疾病的发病机制，以及开发针对这些疾病的治疗策略。
• 基因表达调控：通过基因工程，可以在iPSC中调控特定基因的表达水平。例如，引入特定的启动子或沉默RNA（如shRNA或siRNA），可以增加或降低目标基因的表达。
iPSC分化是指将诱导多能干细胞引导分化成特定类型的成体细胞或组织细胞的过程。这种分化过程可以模拟人体发育过程中的细胞命运决定，从而产生不同类型的细胞，如心肌细胞、神经细胞、胰岛素产生细胞和肝细胞等。
在iPSC分化的过程中，可以利用特定的培养条件、生化小分子、生长因子、信号通路调控剂和细胞因子混合来引导干细胞朝向特定的细胞类型分化。
👉🏻诱导分化小分子 |
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AXOL Bioscience在ISO9001:2015认证的生产设施中开发的高质量、一致性的功能性iPSC衍生细胞axoCells，提供的细胞类型主要包括：神经元、神经炎症细胞、心肌细胞和肌细胞，可用于开发药物发现和药物安全测试的体外模型。研究应用领域包括神经科学（如神经退行性疾病和神经炎症性疾病）、疼痛与感觉、心血管等，可用于推动强大的、可扩展的体外人类疾病模型。
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| axoCells皮层兴奋性神经元 | axoCells纹状体神经元 | axoCells皮层抑制性中间神经元 | axoCells运动神经元 |
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| axoCells小胶质细胞 | axoCells感受神经元 | axoCells肌管 |
细胞表征是指对培养中的iPSC进行描述和分析的过程。这有助于确定这些细胞是否真正具有干细胞特性以及其潜在的多能性。包括三谱系分化、人PSC功能鉴定、人PSC多色流式分析、人三胚层免疫细胞化学分析、人PSC标志物抗体检测等。
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。
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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： |
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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至关重要，以确保最终的治疗效果。
