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公司新闻
MSCs贴壁培养和扩增
点击次数：1136发布时间：2018/1/24 10:24:14
灌流式生物反应器(perfusion-based culture system) 中的培养液不断的循环交换可大大提高反应器内培养基成分的有效混合, 表现在增强的氧传递和营养物传质, 并及时有效地排除代谢废物。灌流培养可提高 MSCs的克隆形成单位。这种反应器可同时培养多个细胞材料复合物, 将接种、操作和取样合为一个整体, 并且可以对细胞的周围环境包括pH 值、温度、氧分压、代谢产物进行监测和控制。灌流反应器培养人源性MSCs, 在培养了40 d后, 细胞的数量达4.22×107 并仍保持了向成骨、成脂方向分化的潜能。但不足之处是细胞的生长在此反应器的潜伏期较长, 20 d后才开始进入对数期。而且在这种培养方式下, 随着细胞数量的增加, 灌注阻力越来越大。此外, 不断地灌流也同时带走了细胞分泌的生长促进因子和分化抑制因子等, 对细胞的扩增不利。
总之, 以往传统上MSCs都是在有血清条件下进行贴壁培养和扩增, 即采用标准的2D(twodimensional)培养模式。这类方法不易操作, 培养出的干细胞容易发生分化和变异, 重要的是细胞产量受到一定的限制。而生物反应器采用的3D(threedimensional)培养模式, 在一定程度上解决了这些问题, 如表1所示。随着生物反应器培养体系的快速发展和完善, 势必有助于未来MSCs的大量扩增及促进其来源细胞产品向临床应用。
总结
综上所述, 虽然从多个方面人们已经了解到微环境的组成(因子、天然基质和仿生支架、理化信号、力学刺激等)对MSCs扩增的影响, 但将这些因子综合起来评价其干性扩增的功效的研究还相当有限, 主要原因是由于人们仍没有明确干细胞自我更新、分化的自身分子机制以及微环境的调控机理。此外, 当前MSCs的大规模培养和扩增还面临诸多挑战, 包括如何体外精确模拟干细胞微环境优化培养条件以及培养系统如何比拟放大等关键问题。国内外的一些研究进展揭示维持MSCs干细胞微环境, 包括一系列的生物、化学和物理信号, 细胞–细胞相互作用、细胞–基质相互作用、可溶性因子的生物学效应、氧含量、细胞外基质的特性(化学成分、软硬度、表面拓扑结构)及生物力学信号等可以一定程度上促进MSCs的扩增。但是, 所有的控制参数最优值还没有统一的结论, 最优化的扩增和培养条件的确定以及各类因素最佳的整合方式仍需做进一步的研究。除了以上重要因素外, 今后大规模培养和扩增MSCs还要考虑培养温度的控制、培养容器的改进、技术手段的优化, 以及生物反应器中剪切力、传氧、传质等的影响, 应整合和优化以上所有的这些因素来促进MSCs的高效扩增。
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