过去十年,干细胞和再生医学领域的基础、转化和临床研究的迅猛发展预示着细胞治疗时代已经到来。作为未来的“医学第三大支柱”,干细胞治疗成为其中重要的角色之一。下面我们就一起来看看新闻里你经常听到的干细胞是什么?在干细胞培养制备过程中,Omni箱内成像设备能发挥哪些功效吧?!
 

What are stem cells?

干细胞(Stem cell)是人体的原料——所有其他具有特殊功能的细胞都是由干细胞产生的。在体内或实验室的适当条件下,干细胞分裂形成子细胞。这些子细胞要么成为新的干细胞,要么分化成为具有特定功能的特化细胞,如血细胞、脑细胞、心肌细胞或骨细胞等。当我们身体的组织/器官受伤或者病变需要被替换或修复时,就需要干细胞发挥治疗作用。如皮肤的烧伤、烫伤,再或是肝硬化、帕金森等疾病,本质上都是组成器官的细胞受到了损伤,这时可以通过回输干细胞来进行治疗。
为了克服临床应用过程中干细胞来源短缺以及伦理问题,干细胞治疗常通过iPSC重编程技术实现,可不必使用病人自身的细胞,而采用更加健康、有效的现货型细胞,实现细胞的大规模生产,解决应用过程中细胞来源、细胞质量、生产周期等瓶颈问题。iPSC项目中通常涉及到重编程、扩增、工程化改造、分化等多个步骤,时间周期长,容错率低。因此实现稳健的 iPSC 扩增,并长期使其维持未分化状态,需要严格的操作流程和密切的监测。

 

全程监测iPSC培养,明确最佳传代时间

维持和扩大iPSC培养需要严密的监控,以确保他们下游的多能状态。例如,多能干细胞培养时往往需要保持紧密的细胞集落生长,随着时间的推移,如果没有密切监控,将集落传代的太早或者太频繁,在铺板的时候,细胞聚集体也许会变得不贴壁,导致产率降低;如果传代时间太晚,培养物可能会开始出现分化的迹象。Omni整孔成像可帮助用户密切监测干细胞生长,并确定其最佳传代时间/比率。
将1 million/管冻存的iPSCs复苏后,以不同的稀释倍数种入Matrigel包被过的6孔板中。随后将其放置在Omni多孔板活细胞实时成像系统上,您就可以在培养的同时对iPSCs的生长状态进行不间断的监测啦!

 

Omni整板成像及AI分析

在明场条件下Omni6孔板进行整板快速扫描,同时将得到的图像自动上传到云端,进行AI分析。蓝色为AI分析附加的细胞汇合度伪彩,可以精准区分细胞和背景,得到细胞汇合度变化曲线。
在复苏后6-8天,各孔陆续达到最佳传代密度(图中未显示)。柱状图显示复苏后培养第6天,A1孔的细胞汇合度率先达到70%,作为密度最优孔被选择进入下一步传代操作。
 

双荧光成像,验证iPSC多能性

维持iPSC的多能性(干性)是其培养成功与否的重要评价指标。Omni活细胞成像系统不仅可以提供整孔成像来监测iPSC培养,挑取最佳传代密度和时间点;还可以在双荧光条件下,为用户提供iPSC多能性相关的标记,帮助确认其多能性。

 

TRA-1-60SSEA4-1是众所周知的能够表达在iPSCECs(胚胎干细胞)表面的标志物,有可能在培养分化过程中丢失。以上图像是用户在iPSC克隆培养第四天,以1:50稀释倍数加入TRA-1-60 Alexa Fluor 488 试剂盒(ThermoFisher, Cat. A25618) and GloLIVE Human/Mouse SSEA-4 NL557活细胞抗体试剂盒(R&D Systems, Cat. NLLC1435R),与iPSC细胞共孵育30分钟,使得形成荧光复合物。随后放置在Omni活细胞成像系统上,其荧光信号被Omni捕捉到,从而帮助用户确认了其培养的iPSC仍保持着多能性。
 
 

拟胚体形成过程

拟胚体(EBs)是多能干细胞形成的3D聚集体,介于传统2D和体外分化之间。拟胚体培养时的尺寸、形状、数量等都是评价其同质性的重要指标。借助Omni活细胞成像系统的整孔成像及先进的AI算法,可以在成像的同时,自动定量分析拟胚体的数量、尺寸、面积以及圆度等指标,以确保用户得到一致的、高质量的培养方案。

 
Omni活细胞成像系统可贯穿干细胞培养、分化以及3D拟胚体全过程,帮您在培养箱中实现7x24小时实时监测,解放您的双手,助您得到准确的传代/质控关键时间点。