再生醫(yī)學(xué)步入臨床應(yīng)用需要解決的首要問(wèn)題是如何獲得能移植至患者體內(nèi)的大量安全可靠的人類胚胎干細(xì)胞（hES），而其中面臨的主要挑戰(zhàn)就是必須開發(fā)出能持續(xù)培養(yǎng)和維持臨床等級(jí)干細(xì)胞的最佳培養(yǎng)條件,。
標(biāo)準(zhǔn)的培養(yǎng)系統(tǒng)通常采用小鼠滋養(yǎng)層細(xì)胞和包含牛血清的培養(yǎng)基培養(yǎng)并維持hES細(xì)胞，然而這種基于動(dòng)物產(chǎn)品的培養(yǎng)基可能會(huì)污染細(xì)胞,。并且由于難以進(jìn)行精確的質(zhì)量控制,，每批次的培養(yǎng)基都可能存在一些不必要的差異。
近日由加州大學(xué)洛杉磯分校的干細(xì)胞生物學(xué)家和工程師組成的一個(gè)科研小組找到了一種最佳方案將一些小分子抑制劑以最佳濃度組合到一起,，證實(shí)可在無(wú)滋養(yǎng)層無(wú)血清的條件下長(zhǎng)期培養(yǎng)和維持hES細(xì)胞,。這些小分子抑制劑是研究人員利用一種創(chuàng)新性的反饋控制系統(tǒng)策略從一個(gè)非常大的小分子抑制劑庫(kù)中高效挑選出來(lái)的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在1月25日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上,，這一研究標(biāo)志著再生醫(yī)學(xué)從基礎(chǔ)研究向臨床轉(zhuǎn)化過(guò)程中取得的又一個(gè)重大進(jìn)展,。
“這項(xiàng)研究的重要意義在于它表明我們已經(jīng)能夠快速開發(fā)出一種化學(xué)成分確定的培養(yǎng)基取代血清和滋養(yǎng)層用于培育臨床等級(jí)的hES細(xì)胞，從而清除了再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)主要的障礙,，”美國(guó)工程院（National Academy of Engineering）成員,、加州大學(xué)洛杉磯分校亨利?薩繆理工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（Henry Samueli School of Engineering and Applied Science）教授Chih-Ming Ho說(shuō)。
不同于當(dāng)前基于動(dòng)物產(chǎn)品的培養(yǎng)基,，這種新培養(yǎng)基是一種成分確定的培養(yǎng)基,，其中的每一種成分都是已知且可追蹤的。這對(duì)于臨床應(yīng)用以及藥物或細(xì)胞受到良好的質(zhì)量管理和監(jiān)控具有重要的意義,。
“這也是第一種適用于長(zhǎng)期單細(xì)胞傳代的已知成分培養(yǎng)基,，”論文的資深作者吳虹教授說(shuō)道。吳虹是加州大學(xué)洛杉磯分校戴衛(wèi)?芬格醫(yī)學(xué)學(xué)院（David Geffen School of Medicine）分子和醫(yī)學(xué)藥理學(xué)系教授,，布勞德再生醫(yī)學(xué)與干細(xì)胞研究中心（Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research）的研究人員。
單細(xì)胞傳代即是指分離獲得單個(gè)hES細(xì)胞,，并通過(guò)單細(xì)胞衍生克隆進(jìn)行傳代培養(yǎng),。單細(xì)胞傳代可以克服常規(guī)傳代過(guò)程中與hES細(xì)胞分離相關(guān)的大量細(xì)胞死亡，并確保了在同種細(xì)胞水平上進(jìn)行遺傳操作,。
“雖然也有其他研究證實(shí)在確定成分的培養(yǎng)基和/或在確定的培養(yǎng)表面等條件下培養(yǎng)hES細(xì)胞,，然而就我們所知這是第一項(xiàng)將確定的培養(yǎng)條件與常規(guī)單細(xì)胞傳代相結(jié)合的研究，這對(duì)于獲取大量臨床應(yīng)用細(xì)胞具有重要意義,，”論文的第一作者,、UCLA博士后學(xué)者Hideaki Tsutsui說(shuō)：“我們的hES細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)促使hES細(xì)胞向臨床治療又邁進(jìn)了重要的一步。”（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Nature Communications doi:10.1038/ncomms1165
An optimized small molecule inhibitor cocktail supports long-term maintenance of human embryonic stem cells
Hideaki Tsutsui,Bahram Valamehr,Antreas Hindoyan,Rong Qiao,Xianting Ding,Shuling Guo,Owen N. Witte,Xin Liu,Chih-Ming Ho& Hong Wu
A major challenge in stem cell-mediated regenerative medicine is the development of defined culture systems for the maintenance of clinical-grade human embryonic stem (hES) cells. Here, we identify, using a feedback system control scheme, a unique combination of three small molecule inhibitors that enables the maintenance of hES cells on a fibronectin-coated surface through single cell passaging. After 20 passages, the undifferentiated state of the hES cells was confirmed by OCT4, SSEA4 and NANOG expressions, whereas their pluripotent potential and genetic integrity were demonstrated by teratoma formation and normal karyotype, respectively. Our study attests to the power of the feedback system control scheme to quickly pinpoint optimal conditions for desired biological activities, and provides a chemically defined, scalable and single cell passaging culture system for hES cells.
