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间充质干细胞培养液税收条码(间充质干细胞培养基配制)

充质干细胞 2023年03月22日 17:08 im

让我们深入了解间充质干细胞培养液税收条码和间充质干细胞培养基配制!

如何看待影响间充质干细胞疗效的几大因素

MSC的临床研究风风火火开展了许多年,却无法取得可信服的治疗结果。研究者开始冷静反思:具有治疗功能的间充质干细胞为何会临床治疗无效?

间充质干细胞(MSC)是临床应用的明星之一,已经有很多很多报道间充质干细胞尝试治疗多种疾病。这里说的能“治疗”多种疾病,但不代表MSC就是这些疾病的最佳或唯一选择,也不代表MSC能治好这些疾病,只能说有研究者尝试过MSC治疗这些疾病。有些确实就没有效果,有些效果还挺不错。如果没效,那就探讨是否属于适应症,MSC并非包治百病;如果有效,那就探讨如何优化,做到最佳。

影响MSC的疗效,有很多因素,本文主要几个关键影响因素;其他影响因素还包括疾病类型、疾病进程、实施医生的医疗技术、医院整体实力水平等等。

MSC相关的关键影响因素:细胞质量、注射途经、最佳剂量、治疗时机。大概这四个因素。

1,细胞质量

不同厂家生产出来的同一种药物,质量之间存在一些差异,尤其是进口药和国产药相比较,我相信大家都没什么意见。同样的情况也存在不同的干细胞公司。

先来大概定义一下 “细胞质量” 指的是什么?

我认为细胞质量指单位细胞或单个细胞所对应的生物学效力;效力越高,细胞质量越好。那么,什么是生物学效力(Biological Efficacy,也可以缩写为bio-efficacy)?

先来理解什么是效力,英文单词是efficacy,不是effectiveness,effectiveness是指效果。

效力包括强度(strength)和效果(effectiveness)两个因素,即相同强度(一般指浓度)下所取得的效果。因此,我们谈效力的时候,一定是要明确到做具体的事情。效力这个概念广泛用于生物界,包括杀虫剂、药物。这个概念也引用到干细胞领域。比如《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行)》就提到生物学效力试验用于判断干细胞制剂与治疗相关的生物学有效性。

因此,讨论MSC的细胞质量或生物学效力,就离不开具体的适应症。我们应该在一个适应症范围内谈论这个效力如何如何。比如,MSC同时具有免疫抑制和促进血管再生的功能,分别治疗两大类不同的疾病,那么相对应的就有两个生物学效力指标。

但是,现在的MSC基础和临床研究尚未进入这个细分的领域,这里就笼统的谈一谈细胞质量和哪些因素相关。

有一些参数可以反映间充质干细胞的质量,比如细胞活率、供体特性、克隆形成能力、细胞大小、免疫抑制能力和细胞因子分泌量。这里简要介绍细胞活率和供体特性。

1、细胞活率(cell viability)

这个好理解。就是MSC进入人体之前,MSC针剂里还有多少MSC是活的?在文献中明确提及MSC的细胞活率的情况不多见。不同的临床研究所用的细胞活率有所不同,细胞活率有80%,有85%,有88.2± 6.1%,有90%-97%,有92%,有95%,还有存在70%的情况。不少国外的文章提到的细胞活率低于90%,所以别惯性思维地认为国外的干细胞质量就是好。

活率90%以上的细胞制剂和活率只有70%的细胞制剂,相同的疾病情况下,治疗效果难免会有较大的差异。毕竟,MSC需要活着,而且还要扛过肺部的清除,才能很好地发挥治疗作用。

所以,细胞活率真的很重要!

2、供体特性

供体特性包括 “供体年龄”和“供体的身体状况”。

(1)供体年龄

供体年龄是一个很重要因素,因为来自年轻供体的MSCs似乎具有更大的活力、增殖潜力和抗氧化能力,而年龄较大的成年来源的MSC具有较低的增殖能力。从年龄上来讲,脐带、脐带血和胎盘应该最具优势,乳牙牙髓次之,而骨髓和脂肪就相对年龄大点了。我个人非常不建议45岁以上的人群作为MSC的供体去抽骨髓和吸脂肪来获取MSC。

年龄越大,在骨髓中的干细胞就越少:刚出生时,骨髓1万个单个核细胞中就有1个是MSC;30岁时,MSC的数量减少到骨髓25万个单个核细胞中才有1个MSC;到80岁时,MSC的数量就更少了,骨髓200万个单个核细胞才有1个MSC。

性别可能对MSC的某些功能有影响。比如有研究显示女性来源的MSC表达更高水平的IFN-γR1和IL-6β,从而具有更强的免疫抑制能力。

那么,不同来源之间的MSC有什么功能特性上的差异?

不同组织来源的MSC具有某些差异性,主要体现在MSC的增殖速度、分泌的细胞因子谱和免疫调节能力。

(2)供体的身体状况

有不少研究证明疾病也会影响自体间充质干细胞的功能,尤其是一些自身免疫性疾病患者,其自身骨髓的MSC出现功能异常,包括增殖速度减慢、克隆形成能力降低、免疫抑制能力下降、分泌生长因子的数量减少等等病理变化,使得患者自身骨髓MSC不适合用于自己疾病的治疗。

理论上,有可能存在某种先天性基因变异,导致MSC的功能出现缺陷,那么患者出生时的脐带、脐血和胎盘来源的MSC也不适合自体治疗。但是,目前还没见到这样的文章报道,只是理论上存在这种可能性。

是不是所有的患者骨髓MSC都有病变?估计也不是,可能疾病早期,患者骨髓MSC的功能并未受到损伤。

先有疾病,后导致骨髓的MSC出现功能缺陷?还是先出现MSC的功能缺陷,后导致疾病的发生?这是一个很有意思的课题,有待科学家们的努力。

2,注射途径

临床应用的报道很多很多,本文着重讨论临床研究的人体数据,略带动物研究的数据。

动物实验和临床研究中间充质干细胞经不同的注射途经进入体内的分布动力学内容,并根据大量的体内分布数据,提出非著名的比喻性质的论断:米饭能填饱肚子,但是一粒米饭能填饱肚子吗?

期待干细胞临床研究工作者,认真思考这个非著名的论断,好好设计间充质干细胞的临床研究方案。

MSC在人体内分布的研究数据极少,估计是考虑到标记物的安全性问题。

1、静脉注射(全身性输入)

静脉注射是最常用和最简单的途径,并且允许输入大量的MSC。

静脉注射最大的弊端就是肺部能清除超过60%的MSC,造成趋化到损伤部位发挥治疗作用的MSC数量减少。这是为何?肺血管系统的特性,允许直径小于5μm的微粒或细胞完全通过,而阻挡大部分直径超过20μm的微粒或细胞。人脐带来源的MSC细胞直径大部分集中在14-20μm的范围。

人脐血来源的MSC比人骨髓MSC容易通过肺脏,而且年龄越大的供体,其骨髓MSC越容易在小鼠肺部滞留;在肺部滞留的MSC细胞数量,与MSC细胞表面表达的整合素α4和α6密切相关,表达量越高,越不容易在小鼠肺部滞留。但是,如果MSC联合整合素抗体给患者使用,那么需要评估整合素抗体静脉注射所带来的风险。

在两项小型人体临床研究中,使用铟标记的MSC外周静脉输入患者体内,尽管早期在肺部发现了大部分信号,但48小时后大部分信号转移到脾脏和肝脏。MSC静脉输入体内10天后,至少尚有约50%的MSC存留在体内发挥作用,而肺部只有不到5%的滞留量。

因此,我们不能单独依靠动物研究,需要结合临床研究来优化MSC的最佳治疗方案。

有意思的是,给大鼠静脉注射MSC后,96小时后给与检测,低氧环境增加MSC在肺部的滞留,而减少MSC在肝脏、脾脏和肾脏的数量。

以此看来,患者使用MSC时,最好是提高肺部的血氧分压,至少是正常氧气含量的环境里。

2、局部介入注射

局部介入注射,包括联合生物材料的应用(例如用于矫形障碍的骨支架)、用于神经系统疾病的脊髓鞘内注射、用于呼吸系统疾病的气管内注射,都有利于MSC避开肺部的清除。

(1)脊髓鞘内注射

MSC应用的另一个常见输入途经是脊髓鞘内注射。

MSC的脊髓鞘内注射常见于治疗神经病变类疾病,包括中风、脑瘫、自闭症等,并且此技术亦可以应用于大多数儿童(包括早产儿)。

据报道,脐带来源的MSC鞘内注射到8对伴有脑瘫的双胞胎患儿,所有患者间隔3-5天接受4次鞘内注射,每次(1.0-1.5)×10*7个MSC,经治疗6个月后运动功能明显改善。另一临床研究显示异体MSC进行静脉和/或鞘内注射,可以提高脑瘫患儿的肌张力、力量、语言、记忆、认知能力等。

全身麻醉下鞘内注射MSC时,会出现与输注相关的不良反应,发烧和呕吐最常见,甚至出现比较严重的癫痫发作;但所有症状在72小时内自发消退,在6个月的随访期内没有出现进一步的并发症。有推测发烧和呕吐可能与全身麻醉有关。

(2)脑实质内微注射

在MSC治疗脑瘫的临床研究中,研究者评价了鞘内注射联合脑实质微注射MSC治疗脑瘫的可行性和有效性。在这个临床研究中,自体骨髓MSC在体外培养至4-5代,每次注射使用2X107的MSC剂量;所有患者均接受鞘内MSC,但年龄较大或头颅较大的患者(5岁或头围50 cm或更大),先接受2次鞘内注射,再进行立体定向手术接受了脑实质内MSC微注射治疗;所有患者的总运动功能评分均有不同程度的提高,但脑实质内微注射并未带来额外的益处。研究者只是观察到短暂的低温和伤口疼痛,但没有更严重的不良事件。

骨髓MSC在大脑缺血区域周边局部注射治疗中风(发病超过6个月)的临床研究,共18名患者,所有患者不开展康复治疗,经过1年的观察和评价(ESS、NIHSS、mRS和F-M总评分和运动功能评分),各种评分得到改善;但是,所有的患者都出现了不同程度的由于局部注射导致的副作用(经分析和MSC无关),包括头疼、恶心呕吐、抑郁、肌张力增高、疲劳、血糖升高、C反应蛋白升高。

所以,谨慎考虑脑局部微注射MSC这种治疗方式!

(3)气管内注射

早产儿常伴随着支气管肺发育不良(BPD)的风险。一个小规模的临床实验验证MSC干预早产儿BPD的可行性。这9名平均妊娠25.3周的早产儿的平均体重为793克;前3名BPD患儿的MSC剂量为1X10*7/kg,后6名BPD患儿的MSC剂量为2X10*7/kg;治疗7天后,支气管分泌液中的炎症因子浓度明显下降,呼吸严重程度评分(Respiratory Severity Score)改善明显。

发生BPD风险的婴儿通常需要在出生时或出生后不久进行气管插管以进行机械通气和表面活性剂替代治疗,为MSC治疗提供了简便的输入途径。然而,目前的临床实践是在婴儿的医院疗程(通常是几天)中比在历史上(数周至数月)更早地移除气管导管。在这种情况下,MSC的静脉注射可能是气管内输入的可接受的替代方案,因为即使静脉输入MSC,MSC也可能被“捕获”在肺血管系统中。

(4)结合生物支架

干细胞结合生物支架治疗难治性疾病,尤其是神经损伤性疾病,是一个新的治疗手段。关于这方面的详细内容可参考本公众号的文章《盘点:再生医学中干细胞和新材料的研究和应用》和《生物材料:让干细胞再生疗法离现实更近》。

有报道使用自体骨髓MSC联合脱矿骨基质支架,3个月后能实现约50%的骨缺损填充,不适合普遍临床应用。另外,也有研究显示在没有骨支架的情况下实现了79.1%的填充,但使用的MSC在体外经过成骨诱导的培养处理,表明细胞比其支持结构更重要。使用供体骨作为生长刺激因素可能有助于MSC用于颅骨重建。

南京鼓楼医院开展临床研究,MSC结合胶原支架进行子宫内移植,治疗子宫腔黏连,30个月后,26名患者中的10名成功受孕,8名孕妇顺利产下宝宝,1名孕妇怀孕3个月,1名孕妇出现自然流产。

MSC结合生物支架,是一个很好的应用方向,有待更好的研究进展!

3,最佳剂量

MSC的最佳剂量取决于不同的疾病和严重程度以及输入途径。

在MSC的临床研究和应用中,细胞剂量可能属于最无厘头的和最体现不出科学性的一个环节了,即使有一些临床研究涉及剂量爬坡实验,但也不是基于动物实验的基础。

由于MSC和传统药物的特性差异巨大,具体表现至少有2点。①在MSC进入体内后,不符合传统药物典型的分布和代谢模型;传统药物属于被动分布,而MSC具有主动趋化到损伤部位的功能,MSC在健康机体和疾病机体的体内分布也不一样。②传统药物的动物实验需要多次给药维持稳定的血药浓度,而MSC的动物实验常常是单次注射,以至于MSC的临床研究也常常采取1次注射的方案。实际上,MSC的单次注射并不能取得良好的稳定的长期的治疗效果,即使短期内有明显改善。

对于某种疾病,在临床前的研究中,动物实验并没有充分证明MSC起效的最低剂量和最大饱和剂量,而且不同实验室的细胞剂量存在差异。不同实验室的培养系统、MSC的来源属性等因素,常常导致MSC的质量存在差异,直接影响了MSC的动物实验和临床研究的结果(见下图)。因此,MSC的临床前研究的数据并不能很好地指导临床研究的方案确定。

在目前的临床研究中,MSC的使用剂量范围非常大,每名患者使用的MSC细胞数从四千多个MSC到上亿个MSC不等。

局部介入的治疗方式,最低的剂量出现在MSC治疗股骨头坏死的临床案例中,韩国和法国各一项临床研究用量为4500多个MSC。介入治疗最高的剂量出现在中国的一项临床研究,为MSC治疗糖尿病肢体大疱病,细胞用量为8.6亿;第二高剂量为2亿个MSC心肌注射。局部注射的MSC用量超过1亿的临床研究还有:1.2亿MSC治疗克隆氏病肠瘘、1亿MSC关节腔注射治疗膝骨关节炎的、1亿MSC治疗缺血性心肌病。

静脉输入的细胞剂量相对比较稳定,常常采用每公斤体重数百万级的MSC,即(1-10)x10*6/kg。静脉输入最高的剂量为与造血干细胞造血干细胞共移植的10x10*6/kg,按照60公斤的体重,那也是需要6亿个MSC了;还有治疗GVHD的8x10*6/kg。静脉输入最低的剂量出现在MSC和造血干细胞共移植的临床实验中,为0.3x10*5/kg。

2009年Prochymal(骨髓MSC)治疗难治性GVHD的3期临床试验的失败,是MSC临床应用的一个灾难性事件,几乎否定了MSC的临床疗效。Prochymal来源于健康人的骨髓,而MSC本身具有很强的免疫抑制能力,然而,为何Prochymal却在3期临床试验中因疗效不能明显优于对照组?

当时Prochymal的适应症为激素抵抗性难治性GVHD,本身这个适应症就是非常棘手,如果Prochymal不优化治疗方案,尤其是剂量方面突破常规思维,那么失败在所难免。

后来提高MSC细胞剂量到5x10*6/kg和8x10*6/kg,治疗激素抵抗性难治性GVHD的效果优于2009年之前的疗效,使得英国和欧盟的治疗指南推荐MSC作为治疗2-4级急性GVHD的三线治疗药物。但是Prochymal依然未得到美国FDA的认可。有意思的是,2016年有一篇Meta分析的文章提出 “剂量”这个因素并未影响MSC治疗急性GvHD患者的生存率。

虽然有专家认为5x10*6/kg和8x10*6/kg为高剂量,但是目前尚未对何种剂量定义为“高剂量”进行讨论和证明。如果把MSC看作为“药品”,那么肯定存在一个范围,在这个范围内,剂量越高效果越好;然后达到一个饱和剂量后,继续提高细胞剂量,并不能带来更多的疗效,反而可能带来一些不良反应。

文献分析标准:①临床研究文章来源于pubmed和clinicaltrials;②只分析临床研究中是用“间充质干细胞(MSC)”的文章,不采用骨髓或脐带“单个核细胞(MNC)”的文章。

4,治疗的时机

MSC输入的时间也很重要:MSC应该是预防还是治疗?

疑难重症的治疗中,MSC被寄予厚望;但这些疑难重症的疾病模型难于模拟临床实际情况。动物实验中,经常是刚刚注射完诱导疾病建立模型的药物后,就立即给与MSC治疗。比如MSC治疗急性肝衰竭的猪实验,在注射诱导疾病的药物2小时内给与MSC经肝门静脉介入治疗,效果非常显著;还有小鼠实验,用四氯化碳诱导急性肝衰竭,24小时内即刻给与MSC脾内注射治疗。

在临床研究中,也存在疾病尚未出现时给与MSC治疗的情况。MSC和造血干细胞共移植最为常见,MSC能减少造血干细胞移植后出现排异反应(GVHD)和增加造血干细胞移植的存活率,非常适合异体造血干细胞移植(骨髓移植)中配型达不到6个位点配对的情况。这时候,MSC起到辅助治疗的角色,为造血干细胞移植治疗保驾护航。

MSC促进糖尿病足的愈合,而且溃疡面的愈合并不伴随着疤痕组织的增生,这提示MSC能抑制疤痕组织增生,不仅适用于皮肤创伤的治疗(包括整形外科),还适用于开创性手术预防术后疤痕增生,比如最常见的腹腔术后肠粘连。需要注意的是,MSC的应用时机,因为MSC并不能消除疤痕组织,只是预防疤痕组织的出现。

细胞类药物和传统化学药物非常不同的一点,那就是细胞是活的,而化学药物是死的。MSC作为活的细胞,进入到机体,必定会与机体内的微环境相互作用。微环境有利于MSC更好地发挥治疗作用,还是限制了MSC的治疗功能?本公众号的《如何看待微环境对间充质干细胞治疗的影响?》一文对这些问题进行了深入探讨和分析。

在这里简而述之,那就是在病理状态下,缺血缺氧微环境有利于MSC分泌更多的生长因子,而且炎症因子(TNF-α和IL-1β)能促进MSC分泌细胞因子(IL-1A、RANTES、G-CSF),但是总体来讲,炎症环境对MSC的影响是弊大于利。因为炎症因子同样能导致MSC死亡,炎症环境还能提高MSC的HLA-DR(MHC II类抗原)抗原的表达,增强了MSC的免疫原性,被免疫细胞所识别,加速了MSC的清除。

国内的一项MSC治疗肝衰竭的临床研究中发现,肝衰竭体内过激炎症反应的环境抑制了MSC的活性,限制其治疗肝衰竭的疗效;相反,较低的体内炎症环境有益于MSC定植、存活和肝细胞再生。国内的另一项MSC治疗类风湿性关节炎的临床研究,研究者先给患者注射剂鹿瓜多肽、丹参酮Ⅱa前期干预治疗7天,再给与MSC治疗;和单独的MSC治疗组相比,鹿瓜多肽和丹参酮Ⅱa前期干预后再联合MSC治疗,具有更显著的治疗效果,包括降低炎性细胞因子、调节免疫、改善微循环和病损组织的修复[4]。

又比如,国外的多中心临床研究,在用骨髓MSC治疗类固醇无效的儿童GvHD的临床试验中,在疾病病程早期(开始类固醇治疗后5-12天)使用MSC治疗比较晚期治疗(开始类固醇治疗后13-85天)的疗效更好(完全有效率78%对52%)。

MSC也被应用于肾脏器官移植的临床研究中,发现在移植前给与MSC输入治疗,有利于减少器官移植后出现的排异反应,促进器官移植的成活率和恢复器官的功能。当然,在肝脏移植后出现免疫排异反应,MSC也是可以发挥免疫抑制作用。

这些临床研究的结果给我们一个很明显的提示,那就是MSC的治疗时机非常重要,甚至会影响到治疗效果,虽然研究治疗时机对疗效影响的临床研究极少。

随着疾病从发病到急性发展到慢性阶段,临床过程中可能存在一个时间窗,适合MSC发挥最佳的治疗功能。

更重要的是,不应该期待MSC单独治疗就能发挥良好的治疗效果,疑难重症都需要综合治疗。那么,MSC是主力发挥治疗作用还是辅助治疗?这很可能取决于具体的疾病。比如造血干细胞治疗血液肿瘤,造血干细胞是主角,MSC是辅助治疗;器官移植,MSC也是辅助治疗。免疫排异反应(包括GVHD和器官移植的排异反应)的治疗中,MSC就是主角,发挥主力治疗作用。

5,小结

MSC具有多重功能,比如有免疫抑制功能、促进机体组织器官的修复功能、促进血管新生/再生、支持造血干细胞的增殖和分化等,因而MSC的临床适应症比较广。

甚至有大鼠实验发现MSC能增强机体抵抗细菌的感染和促进细菌的清除。一项MSC治疗难治性艾滋病的临床研究显示MSC能增强抗HIV病毒药的效果。因此,MSC治疗难治性细菌和病毒感染方面,也是一个有意思的研究领域。

MSC还能给我们带来什么样的惊喜?

因此,MSC治疗的核心问题不是“MSCs治疗有效吗?”而是:“我们如何优化MSC疗法的疗效,同时避免不良反应?

间充质干细胞成骨/成软骨/成脂诱导分化-迪医明生物

①  间充质干细胞诱导成骨常见问题:问题1 什么东东叫做矿化结节?

问题2 为什么我诱导的成骨,结节辣么少?

问题3 为什么我的细胞分布不均匀?

问题4 Oh My God,我的结节掉没了,咋办?

问题5 成骨诱导,怎样才算诱导成功了?

问题6 这么多种茜素红染液,PH值都五花八门的,我该选哪一种?

问题7 同样都是茜素红,为毛我的染不上色?

②间充质干细胞诱导成软骨常见问题:问题1 What is micromass ?

问题2 What is pellet ?

问题3 想要做出一个合格的软骨球,我需要提前准备啥?

问题4 如何形成一个合格的软骨球?

问题5 Hello~我成球了,然后怎么处理呢?

③间充质干细胞诱导成脂常见问题:

问题1 诱导成脂21天了,为什么木有出现脂肪液滴?

问题2 还木有染色,我的液滴咋就掉没了?

问题3 细胞铺下去好好的,怎么中间突然就秃了?

问题4 成脂诱导,怎样才算诱导成功了?

问题5 油红O染色为啥辣么任性,时间短了染不上;时间长了,背景全是渣滓,怎么破?

已经开学了,老板催实验结果,该咋办?本公司为专业细胞公司,从事干细胞研发工作多年,擅长间充质干细胞和iPS细胞的建库、培养体系研发、诱导试剂盒的开发以及细胞功能验证,帮助数以百计科研单位和个人论文顺利发表和结果验证。

下面两张图是迪医明生物的成脂、成骨、成软骨诱导结果展示:

由于Deeming从事干细胞研究工作数年之久,深知干细胞诱导工作中的盲点和痛点,对间充质干细胞培养以及干细胞成脂、成骨、成软骨诱导分化具有非常丰富的经验,目前也在为一些科研院所和个人提供不同类型干细胞培养和诱导分化的技术指导与服务,欢迎各位老师在干细胞培养和三系分化时遇到问题与迪医明生物联系,我们一起交流和成长。

实验室小白篇:细胞培养用的液体

一、细胞培养所需的培养液

在细胞的研究和利用过程中,最主要的是要为细胞提供最适的生长条件,保持细胞培养开始时的群体状态。这就要求培养条件始终如一,近乎呆板地坚守细节和常规,而且细胞培养,试剂昂贵,费时、费力,不是随随便便就可以进行的。

细胞只有在最适生长条件下,才会保持正常的核型及功能。如果培养条件上打折扣,就意味着会出现带有染色体重排或突变变异株细胞。某些营养成分或生长因子用量不足或细胞高密度培养时间过长,都不是最适生长条件。

二、平衡盐溶液

平衡盐溶液具有维持渗透压、调节酸碱平衡的作用,同时可以供给细胞生存所需的能量和无机离子成分。最常用于洗涤组织或细胞、配制培养用液的基础溶液是Hanks 溶液和磷酸缓冲盐溶液(简称PBS) 。

三、血清

血清中含有丰富的营养成分,包括多种生长因子及许多未知成分。动物细胞的生长都依赖血清。血清的种类很多,包括胎牛血清、小牛血清、马血清、兔血清、人血清等。

选择一批最适于细胞的血清是很重要的,而且如有可能的话,应要求购买来源公司保留足量,以供应实验使用。这样可避免反复试用以选择最适血清所产生的费用。血清的质量可以通过检测细胞的克隆形成率来衡量。取对数生长期的细胞彻底消化后,以低密度(直径6mm 的平皿中加入约103个细胞)接种5~6 个平皿, 其中一个平皿中加入含30%血清的培养液,以测定高浓度血清的细胞毒作用。7~ 10d 后,出现肉眼可见的克隆时,倒掉培养液, 2%亚甲蓝染色2~5min,观察克隆形态、计算克隆形成率。克隆形成率一般为5%~ 10%。

四、抗生素

一般细胞培养时,抗生素不是必需添加成分。但一些特殊情况下培养液内需加入适量的抗生素,如怀疑有污染、原代培养时、新手操作不够熟练。常用的抗生素有青霉素、链霉素、卡那霉素和庆大霉素。青霉素常用剂量为100U/ml ,链霉素常用剂量为100μg/ml。常配制成100 倍或200 倍, 分装为小包装, 于-20℃条件下保存。一次用一个小包装, 避免反复冻融 。

五、特殊的添加因子

特殊的添加因子可以使细胞培养的条件得到优化。原代培养细胞接种密度需适当提高,应尽可能用营养丰富的培养液,如使用胎牛血清。这些都属于一般优化条件。细胞培养条件优化的原则是:根据细胞类型, 模拟体内环境, 添加不同的细胞生长因子及有利于细胞生存、增殖的添加剂。表1 是常用的细胞培养添加成分。

表 1 常用的细胞培养添加成分

一种细胞生长因子常常是多种细胞的丝裂原,如碱性FGF, 不仅是成纤维细胞的丝裂原,还是内皮细胞、角质细胞、黑素瘤细胞的丝裂原。EGF 可促进上皮细胞、成纤维细胞、胶质细胞及平滑肌细胞等多种细胞的增殖。

培养干细胞时,常添加白血病抑制因子( leukemia inhibitory factor, LIF ) ,又称分化抑制因子( DIA ), 是一种分泌型多肽,可抑制小鼠干细胞的自然分化。一般,可用纯化的LIF 直接加到培养液中,或使用用LIF表达载体转染过的饲养层细胞。正常的STO 细胞也可分泌。STO 细胞还分泌其他一些促干细胞生长的因子。目前,多数实验室仍使用饲养层细胞。重组的LIF 来源方便,与STO 细胞一起使用时,常用浓度为1000U/ml 。与小鼠胚胎成纤维细胞一起使用时,常用浓度为500U/ml 。

体外培养正常细胞需要使用不同生长因子的选择性组合。通常在已有的经典培养液配方基础上,添加不同因子而成。现在已有多种特定细胞培养液,且有商品供应,如血管内皮细胞培养液、神经干细胞培养液、骨髓干细胞培养液、间充质干细胞培养液、小鼠心肌细胞培养液(Claycomo Medium) 等。

六、消化液

细胞生长至一定密度时,需进行传代。消化液可使细胞脱离生长表面,离散成单个细胞。常用的消化液是0.25%、0.125%的胰蛋白酶和0.02%的二乙胺四乙酸二钠(EDTA) 溶液,以无钙镁的PBS 或Hanks溶液配制。它们可单独使用,也可按一定比例混合后使用。大部分细胞的消化可使用终浓度为0.05%胰蛋白/0.02%EDTA混合液。有些上皮细胞贴壁力强,需较高浓度的胰蛋白酶(0.25%)或延长消化时间,甚至需要37°C温育。如果温育较长时间(超过20min)细胞仍不能脱壁,则应采取分步消化的措施,即将已脱壁细胞移出至离心管,加完全培养液中和胰蛋白酶的作用,对未脱壁的细胞再添加新胰蛋白酶再次消化。

七、细胞培养用的其他液体

细胞培养时,还会用到其他一些液体,如谷氨酰胺、HEPES 、丙酮酸钠、各种细胞生长因子、各种组织或细胞条件培养液,以及调整pH 使用的5.6%NaHCO3等。

谷氨酰胺是细胞合成核酸和蛋白质必需的氨基酸,在缺少谷氨酰胺时,会导致细胞因生长不良而死亡。因此,各种培养液中都有较大量的谷氨酰胺。但是,由于谷氨酰胺在溶液中很不稳定,故要适时添加。可配制200倍液体-20℃ 冰箱中保存,在使用前加入培养液内,终浓度为2mmoVL 。

HEPES 是一种非离子缓冲液,在pH 7.2~7.4 范围内具有较好的缓冲能力,在高浓度时对一些细胞可能有毒。HEPES缓冲液可与低水平的碳酸钠( 0.34g/L)共用,以抵消因额外加入HEPES引起的渗透压增加。安全浓度范围10~25mmol/L。丙酮酸钠可以作为细胞培养中的替代碳源。一些生长缓慢的细胞加入,可明显改善细胞状态。通常配制200倍液,-20℃ 冰箱保存,在使用前加入培养液内终浓度为1mmol/L。

另外, 2-巯基乙醇(2-Mercaptoethanol, 2-Me) 对细胞生长有很重要的作用。有人认为它相当于胎牛血清, 有直接刺激细胞增殖作用。2-Me 的活性部分是硫氢基,其中一个重要作用是使血清中含硫的化合物还原成谷胱甘肽,能诱导细胞的增殖,为非特异性的激活作用。同时避免过氧化物对培养细胞的损害。另一个重要作用是促进分裂原的反应和DNA 合成,增加植物凝集素(PHA) 对淋巴细胞的转化作用,已广泛应用于杂交瘤技术。也开始用于一些难以培养的细胞。常用终浓度为5×10-5mol/L。常配制成0.1mol/L 的储存液,用时每升培养液加0.5ml 。

42岁卵巢早衰打干细胞能恢复吗?

随着干细胞研究不断发展与知识普及,干细胞因具有组织细胞再生修复和强大免疫调节两大功能,其通过补充和修复卵巢受损组织及分泌细胞因子,调节免疫系统,为女性卵巢早衰创造了全新的细胞再生治疗模式。

1991年McElreavey KD首次报道从人脐带的华通胶(Wharton's Jelly)中分离并培养出脐带间充质干细胞(umbilical

cord mesenchymal stem cells,

UCMSC)。科学家通过实验研究证实,注射脐带间充质干细胞能明显提高卵巢储备能力,细胞的增殖和生育能力。

在2018年,我国迎来了干细胞治疗卵巢早衰临床试验诞生的首个健康宝宝,采用的就是间充质干细胞。

在2019年,北联干细胞率先采用干细胞卵巢靶向种植技术,为广大卵巢早衰无法生育的患者解决了难题。

干细胞治疗卵巢早衰四种机制

传统措施对于卵巢早衰目前尚无明显疗效。那么,间充质干细胞是如何帮助卵巢早衰进行有效修复与治疗的?

1、调节卵巢血管生成

研究发现,卵巢早衰患者接受间充质干细胞移植后,卵巢壁龛内血管生成增多,明显改善周期性发生的愈合过程,助于卵巢的恢复。由干细胞产生的因子如血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子-2

(FGF2)和白细胞介素-6 (IL-6)等,均可在体内外促进动脉生成。表明间充质干细胞能显著提高卵巢血管生成和血液灌注。

2、促进原始卵泡存活和防止颗粒细胞凋亡

卵巢早衰患者的卵巢内卵泡数目明显减少。研究结果发现,间充质干细胞通过分泌血管生成素(ANG)等蛋白促进卵泡存活,ANG抗体中和间充质干细胞分泌的血管生成素后,卵泡存活率明显下降。另外,间充质干细胞对颗粒细胞凋亡有抑制作用。目前有报道称间充质干细胞共培养可降低微粒细胞中促凋亡蛋白P21和Bax的水平,提高原癌基因c-myc水平,并发现干细胞培养液中存在不同的细胞因子V

E G F、H G F、I GF-1,在体外和体内均可减少颗粒细胞凋亡,促进其增殖。

3、免疫调节

间充质干细胞具有强大的免疫调节作用,通过释放多种活性物质来调节免疫失衡。干细胞可以调节不同免疫细胞群之间或者是促炎与抗炎细胞因子之间的平衡,通过调节巨噬细胞、调节T淋巴细胞及相关细胞因子,在卵巢微环境中发挥免疫调节作用。另外,移植干细胞后卵巢内SOD歧化酶降低,表明卵巢生态位的恢复也是对该微环境中氧化应激的调节所致。

4、抗纤维化

在干细胞移植后,卵巢中出现胶原水平下降,表明干细胞在卵巢损伤修复过程中的作用还包括抗纤维化作用。实际上,间充质干细胞能抑制成纤维细胞的增殖,减少细胞外基质的沉积,这种抗纤维化作用与一些可溶性因子,如HGF、肾上腺髓质和碱性成纤维细胞生长因子(BFGF)有关。

综述:间充质干细胞主要通过旁分泌效应分泌大量的可溶性因子和趋化因子参与免疫调节,抗纤维化调节血管生成等。

什么是间充质干细胞?

近年来, 间充质干细胞 越来越广泛地应用于疾病治疗当中,成为医疗界中的 一颗新星 ,给大量被疾病困扰的人们减轻了痛苦。2021年,间充质干细胞的临床研究取得了许多新的突破,相继发表的 临床研究成果 给生命带来了新的曙光!

2021间充质干细胞临床成果回顾

(1)间充质干细胞治疗更好地 改善 骨坏死

(2)间充质干细胞治疗 骨关节炎

(3)间充质干细胞帮助10名 脊髓损伤 患者改善病症

(4)围产组织间充质干细胞能改善 脑瘫儿童 的症状

(5)间充质干细胞治疗 缺血性脑卒中 安全有效

(6)间充质干细胞治疗 重症肝病 多中心临床研究已启动

(7)脐带间充质干细胞治疗 二型糖尿病 取得重要进展

(8)日本批准间充质干细胞疗法用于治疗 克罗恩病 患者的复杂肛瘘

(9)FDA批准围产组织间充质干细胞治疗 新冠肺炎III期临床

(10)我国间充质干细胞治疗脑瘫,得到满意结果

(11)日本即将启动间充质干细胞治疗脑卒中的临床试验

(12)20名 自闭症患儿 接受间充质干细胞治疗,病情得到改善

(13)间充质干细胞帮助患者重新回到工作岗位

(14)间充质干细胞对 慢性膝关节疼痛 有显著疗效

(15)脐带间充质干细胞帮助 艾滋病 患者重建免疫力

(16)逆转 肝硬化 !间充质干细胞联合造血干细胞治疗取得显著成效

(17)基因修饰间充质干细胞联合3D微载体,治疗2型糖尿病

(18)间充质干细胞使新冠肺炎患者存活率提高4.5倍

(19)间充质干细胞治疗肝硬化长期有效,改善肝功能和提高生存率

(20)我国首个《间充质干细胞治疗新型冠状病毒肺炎专家共识》

潜力巨大,优势明显

间充质干细胞是干细胞家族的一个重要成员,源于发育早期的中胚层和外胚层。间充质干细胞是一种具有 自我复制能力和多向分化潜能 的成体干细胞,属于非终末分化细胞,它既有间质细胞特性,又有内皮细胞及上皮细胞的特征。

间充质干细胞在体外特定的诱导条件下,可分化为脂肪、软骨、骨、肌肉、肌腱、神经、肝、心肌、胰岛β细胞和内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能。不论是自体还是同种异体的间充质干细胞,一般都不会引起宿主的免疫反应。具有 巨大的临床应用潜力 ,可用于多种急性和退行性疾病的治疗。

(1)强大的增殖能力和多向分化潜能: 在适宜的体内或体外环境下能快速自我更新和复制,并能被诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞、基质细胞等多种细胞。

(2)免疫调节功能: 通过细胞间的相互作用及产生细胞因子干扰树突状细胞功能并抑制T细胞的增殖及其免疫反应,从而发挥免疫重建的功能。

(3)来源多样、取材方便,易于分离、培养、扩增和纯化, 多次传代扩增后仍具有干细胞特性。

治疗产品全球概况

目前,间充质干细胞临床试验已经 超过1300项 ,用于治疗各种疾病。最常见的是,间充质干细胞作为一种细胞治疗制剂,正在进行如火如荼的临床试验。通常,间充质干细胞移植后会很快消失,可能是通过旁分泌发挥功能。

目前来看,间充质干细胞已成为全球开展临床研究项目数最多的细胞, 全球也有近十款间充质干细胞药物上市 ,诸如用于治疗急性移植物抗宿主病的Temcell 产品,用于治疗克罗恩病的 Alofisel 产品等。

加拿大和新西兰的监管机构已批准Prochymal异基因骨髓来源的间充质干细胞,用于治疗儿童急性GVHD。

韩国已经批准了两种MSCs产品:一种是一种以脐带血来源的间充质干细胞为基础的治疗退行性关节炎的产品,另一种是自体脂肪组织衍生的间充质干细胞产品,用于治疗克罗恩病患者的肛瘘。

AloFisel(TiGenix和Takeda,欧盟批准)、Temcell(JCR药品,日本批准)和Cellgram-AMI(FCB-pharmicell,韩国批准)是其他几个获批的间充质干细胞产品。

印度批准了用于商业用途的同种异体细胞治疗产品Stempeucel®,也是全球第一个被批准用于治疗严重肢体缺血的间充质干细胞产品。 

间充质干细胞 来源广泛,获得容易,伦理风险较低,可以实现体外规模化扩增 ,未来可应用到广泛的商业化临床治疗。在药物递送技术或基因编辑技术的加持下,间充质干细胞应用范围得到进一步拓宽。

科学家们通过基因工程技术进行了改造,大大拓宽了间充质干细胞的临床用途。

在组织修复中 ,经过改造的干细胞可通过表达神经营养因子、抗炎性细胞因子或血管生成因子,从而促进组织的愈合和恢复。

在遗传性病治疗中 ,通常是将改造过的干细胞用于作为长期的酶替代物,以纠正或消除致病突变的影响。

科学家们通过细胞工程技术进行了改造,还大大扩宽了干细胞的另一种治疗用途——药物递送,便是间充质干细胞技术未来发展的一个重要方向。

最有前景的方法,当属通过干细胞装载前药转化酶、凋亡诱导剂或溶瘤病毒来治疗肿瘤。间充质干细胞已被应用于递送抗肿瘤药物。 第一,免疫原性低,第二,具有肿瘤趋向性 ,这些间充质干细胞会根据肿瘤分泌的化学引诱剂、血管生成因子或炎症信号向肿瘤迁移。

临床应用举例

目前,间充质干细胞已经被广泛应用到临床研究的多种场景当中,比如组织器官的修复、基因治疗的载体等,例如:

对于骨软骨修复 ,目前正在研究间充质干细胞用于治疗多种骨骼疾病。间充质干细胞的成骨分化能力已被用于治疗有缺陷的骨折愈合,无论是单独使用还是与支架结合来修复大的骨缺损,都具有一定的效果。此外,间充质干细胞也被用于软骨修复。在一项研究中,自体间充质干细胞经体外扩增后嵌入胶原凝胶中,然后重新植入骨关节炎患者的关节软骨缺损区域。结果显示,与对照组相比,实验组的透明软骨样组织的形成得到了改善。

对于胰腺的修复 ,目前已证明间充质干细胞具有分化为 β-胰岛细胞的潜力,在体外大鼠骨髓间充质干细胞可分化为功能性胰岛样细胞[4]。这一发现代表了间充质干细胞治疗一系列胰腺相关疾病的潜在用途,包括:糖尿病;胰腺癌;囊性纤维化引起的胰腺损伤;以及先天性胰腺畸形等。

给医学带来更多选择

近年来,间充质干细胞越来越多地被视为一种新的治疗方法和再生医学中是强力候选者。间充质干细胞已被证明具有 诱导血运重建 、 保护组织免受应激诱导 的细胞凋亡,并有 对炎症反应产生积极影响 的能力。此外,间充质干细胞衍生的外泌体也是一种很有前景的无细胞方法,可以发挥与间充质干细胞相当的治疗效果。

间充质干细胞预处理最新方法

间充质干细胞预处理最新方法如下。

1、在间充质干细胞在细胞收获前1220h,向培养基中加入TNF因子、IL因子、三七总皂苷注射液、低分子肝素盐进行诱导处理。

2、将诱导完成的间充质干细胞用胰蛋白酶进行消化,然后终止消化,离心,收集沉淀,对沉淀进行重悬,清洗,最后保存。

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