隨著iPS研究熱潮推動著整個產業(yè)快速發(fā)展,，市面上的iPS工具可以說是日新月異,。iPS細胞理論上可以分化成為任何類型的細胞,，在疾病研究,、藥物篩選和細胞治療中有很大的應用前景,。今天我們來盤點一下今年有哪些新產品問世。
iPS技術能夠通過重編程令成體細胞重新獲得多能性,，iPS細胞理論上可以分化成為任何類型的細胞，在疾病研究、藥物篩選和細胞治療中有很大的應用前景,。iPS研究熱潮推動著整個產業(yè)快速發(fā)展,，市面上的iPS工具可以說是日新月異,，讓我們看看今年都有哪些新產品面世吧。
自我復制的RNA
iPS需要在體細胞中表達四種轉錄因子,，這些因子一同逆轉細胞時鐘,，生成了類似胚胎的多能干細胞。在傳統(tǒng)方案中,，這些因子是通過逆轉錄病毒或慢病毒載體遞送的。后來人們又開發(fā)了DNA質粒,、mRNA,、仙臺病毒等新遞送體系,。
不過上述遞送方案都存在不足之處。逆轉錄病毒和慢病毒會整合到宿主基因組中,，仙臺病毒難以從培養(yǎng)物中清除，mRNA不夠穩(wěn)定需要連續(xù)多天反復轉染,，而質?？赡芤鹩泻Φ幕蚪M修飾，不適合某些臨床應用,。
“目前iPS領域的趨勢是,，用更安全的非病毒方法取代基于病毒的遞送策略，”EMDMillipore公司的產品經理NickAsbrock說,。
2013年加州大學SteveDowdy領導研究團隊，開發(fā)了一種“自我復制的RNA”,，其安全性與mRNA介導的重編程差不多,，但又不需要反復轉染。這種RNA以VEE病毒（Venezuelanequineencephalitis）為基礎，編碼了iPS重編程因子,、篩選標記和四個幫助RNA自我復制的蛋白,。研究人員發(fā)現,，這種RNA只需要轉染一次,，就足以將體細胞誘導成為iPS細胞,。簡單去掉培養(yǎng)基里的蛋白B18R,，就可以降解掉這些自我復制的RNA分子，蛋白B18R主要負責抑制干擾素信號,。
EMDMillipore公司已經成功將這一技術商業(yè)化，并將其命名為Simplicon?,?！八鼮槿藗兲峁┝艘粋€更加可控的重編程途徑,，而且不會影響到宿主的基因組,，”Asbrock解釋到,。
Stemgent公司也拿到了這一技術的許可,，不久將推出相關試劑,，該公司的研發(fā)主管BradHamilton說。Stemgent公司在去年六月的ISSCR會議上（InternationalSocietyforStemCellResearch）向人們展示,，自我復制的RNA聯合該公司的microRNABooster試劑盒,，可以對血細胞進行iPS重編程。而血細胞一直是iPS重編程的老大難問題,。
實際上,，血細胞iPS重編程的需求越來越大，STEMCELL公司的產品經理SimonHilcove說,?！皬某衫w維細胞重編程轉向血細胞重編程，是一個相當明顯的趨勢,，”Hilcove說,。“血液是更容易獲取的細胞資源,，可以很方便的從患者身上取得，血庫中也儲存有大量的樣本,。另外,，人們普遍認為血細胞的遺傳學風險低于來自皮膚的成纖維細胞，因為血細胞并沒有暴露在紫外線（陽光）下,?！?br /> “我們在ISSCR上展示的工作，是首次用RNA技術對分離自人類血液的細胞進行重編程,，”Hamilton說,。Stemgent公司目前提供有血細胞重編程的服務。
更完美的培養(yǎng)基
ThermoFisher正在拓展自己的細胞培養(yǎng)產品，CTS?Essential8?培養(yǎng)基就是其中之一,。ThermoFisher公司的干細胞研發(fā)主管MohanVemuri介紹到,，CTSEssential8是一個化學成分完全確定的多能干細胞培養(yǎng)基，特別適合細胞治療的研究和應用,。
CTSEssential8培養(yǎng)基是在Essential8的基礎上開發(fā)的,，Essential8是無滋養(yǎng)層的多能干細胞培養(yǎng)系統(tǒng)?！癊ssential8有一些源自人類血清的成分,，”Vemuri解釋道?！霸贑TSEssential8培養(yǎng)基中,，這些成分完全被重組蛋白取代了?！?br /> EMDMillipore公司的PluriSTEM-XF?人類ES/iPS培養(yǎng)基也是一款這樣的產品,。據Asbrock介紹，將這種培養(yǎng)基與PluriSTEM-XF重組玻璃粘連蛋白（細胞外基質蛋白vitronectin）聯用,，可以在沒有MEF（鼠類胚胎成纖維細胞）或腫瘤提取物（如BDMatrigel）的情況下支持多能細胞生長,。
上述幾種培養(yǎng)基都屬于無異種成分（xenobiotic-free）配方，這種配方對于臨床前和轉化醫(yī)學應用特別有幫助,。這是因為,，動物源成分或化學成分不確定的產品可能會引起調控問題，甚至有引入未知病原體的風險,。
更多樣的分化工具
今年不少公司都推出了引導iPS分化的新產品,，R&DSystems公司的StemXVivo?心肌細胞分化試劑盒就是其中之一?！斑@個一體化的產品,，可以快速、簡單,、可重復地誘導人類多能干細胞分化成為心肌細胞,，”該公司的產品經理JuliaHatler說。這個今年九月面世的試劑盒,，提供有培養(yǎng)基和檢測分化情況的心肌細胞特異性抗體,。“使用這些試劑你能在11天內看到收縮的細胞,，”Hatler說,。
除此之外，R&DSystems公司還提供有StemXVivo?系列試劑盒,，誘導iPS細胞分化成為內胚層,、外胚層和中胚層細胞。“這些產品能推動iPS細胞分化成為三種胚層的細胞,，試劑盒里還提供有鑒定細胞類型的特異性抗體,，整個實驗過程只需要五天，”Hatler說,。
R&DSystems公司的人類多能干細胞功能鑒定試劑盒,，是一個直觀、快速,、低成本的細胞多能性評估產品,。傳統(tǒng)的畸胎瘤實驗非常麻煩，不僅耗時長,，成本也比較高,。“我們的產品并不是要取代畸胎瘤實驗,，而是提供一個快速的初篩方案,，”她說。
STEMCELL公司新推出的ReproTeSR可以重編程血細胞,，與該公司的TeSR?-E7?類似,，ReproTeSR“也是無異種成分的，能生成形態(tài)非常好的iPS細胞,，很容易識別和挑選,，”Hilcove說。
ThermoFisher公司也發(fā)布了新的細胞分化培養(yǎng)基,。舉例來說,，該公司的神經誘導培養(yǎng)基能在七天內，將1百萬iPS細胞擴展為兩千萬到四千萬神經干細胞,，Vemuri介紹到,。而且這些細胞的可塑性很高，能夠生成中腦,、后腦和前腦的前體細胞,。
最近，ThermoFisher公司還推出了將iPS細胞分化為心肌細胞的培養(yǎng)基,。該產品能在約十天內,，誘導人類胚胎干細胞或iPS細胞分化成為大量同時搏動的心肌細胞。
盡管今年涌現出了這么多iPS新工具,，但人們日益增漲的需求仍未得到完全滿足。比如說,，研究者們還需要能將iPS細胞誘導成為功能性胰島細胞的可靠工具,，而Thermo和其他公司正在為此而努力著。相信明年市面上的iPS工具一定會更加豐富。
iPS技術能夠通過重編程令成體細胞重新獲得多能性,，iPS細胞理論上可以分化成為任何類型的細胞，在疾病研究、藥物篩選和細胞治療中有很大的應用前景,。iPS研究熱潮推動著整個產業(yè)快速發(fā)展,，市面上的iPS工具可以說是日新月異,，讓我們看看今年都有哪些新產品面世吧。
自我復制的RNA
iPS需要在體細胞中表達四種轉錄因子,，這些因子一同逆轉細胞時鐘,，生成了類似胚胎的多能干細胞。在傳統(tǒng)方案中,，這些因子是通過逆轉錄病毒或慢病毒載體遞送的。后來人們又開發(fā)了DNA質粒,、mRNA,、仙臺病毒等新遞送體系,。
不過上述遞送方案都存在不足之處。逆轉錄病毒和慢病毒會整合到宿主基因組中,，仙臺病毒難以從培養(yǎng)物中清除，mRNA不夠穩(wěn)定需要連續(xù)多天反復轉染,，而質?？赡芤鹩泻Φ幕蚪M修飾，不適合某些臨床應用,。
“目前iPS領域的趨勢是,，用更安全的非病毒方法取代基于病毒的遞送策略，”EMDMillipore公司的產品經理NickAsbrock說,。
2013年加州大學SteveDowdy領導研究團隊，開發(fā)了一種“自我復制的RNA”,，其安全性與mRNA介導的重編程差不多,，但又不需要反復轉染。這種RNA以VEE病毒（Venezuelanequineencephalitis）為基礎，編碼了iPS重編程因子,、篩選標記和四個幫助RNA自我復制的蛋白,。研究人員發(fā)現,，這種RNA只需要轉染一次,，就足以將體細胞誘導成為iPS細胞,。簡單去掉培養(yǎng)基里的蛋白B18R,，就可以降解掉這些自我復制的RNA分子，蛋白B18R主要負責抑制干擾素信號,。
EMDMillipore公司已經成功將這一技術商業(yè)化，并將其命名為Simplicon?,?！八鼮槿藗兲峁┝艘粋€更加可控的重編程途徑,，而且不會影響到宿主的基因組,，”Asbrock解釋到,。
Stemgent公司也拿到了這一技術的許可,，不久將推出相關試劑,，該公司的研發(fā)主管BradHamilton說。Stemgent公司在去年六月的ISSCR會議上（InternationalSocietyforStemCellResearch）向人們展示,，自我復制的RNA聯合該公司的microRNABooster試劑盒,，可以對血細胞進行iPS重編程。而血細胞一直是iPS重編程的老大難問題,。
實際上,，血細胞iPS重編程的需求越來越大，STEMCELL公司的產品經理SimonHilcove說,?！皬某衫w維細胞重編程轉向血細胞重編程，是一個相當明顯的趨勢,，”Hilcove說,。“血液是更容易獲取的細胞資源,，可以很方便的從患者身上取得，血庫中也儲存有大量的樣本,。另外,，人們普遍認為血細胞的遺傳學風險低于來自皮膚的成纖維細胞，因為血細胞并沒有暴露在紫外線（陽光）下,?！?br /> “我們在ISSCR上展示的工作，是首次用RNA技術對分離自人類血液的細胞進行重編程,，”Hamilton說,。Stemgent公司目前提供有血細胞重編程的服務。
更完美的培養(yǎng)基
ThermoFisher正在拓展自己的細胞培養(yǎng)產品，CTS?Essential8?培養(yǎng)基就是其中之一,。ThermoFisher公司的干細胞研發(fā)主管MohanVemuri介紹到,，CTSEssential8是一個化學成分完全確定的多能干細胞培養(yǎng)基，特別適合細胞治療的研究和應用,。
CTSEssential8培養(yǎng)基是在Essential8的基礎上開發(fā)的,，Essential8是無滋養(yǎng)層的多能干細胞培養(yǎng)系統(tǒng)?！癊ssential8有一些源自人類血清的成分,，”Vemuri解釋道?！霸贑TSEssential8培養(yǎng)基中,，這些成分完全被重組蛋白取代了?！?br /> EMDMillipore公司的PluriSTEM-XF?人類ES/iPS培養(yǎng)基也是一款這樣的產品,。據Asbrock介紹，將這種培養(yǎng)基與PluriSTEM-XF重組玻璃粘連蛋白（細胞外基質蛋白vitronectin）聯用,，可以在沒有MEF（鼠類胚胎成纖維細胞）或腫瘤提取物（如BDMatrigel）的情況下支持多能細胞生長,。
上述幾種培養(yǎng)基都屬于無異種成分（xenobiotic-free）配方，這種配方對于臨床前和轉化醫(yī)學應用特別有幫助,。這是因為,，動物源成分或化學成分不確定的產品可能會引起調控問題，甚至有引入未知病原體的風險,。
更多樣的分化工具
今年不少公司都推出了引導iPS分化的新產品,，R&DSystems公司的StemXVivo?心肌細胞分化試劑盒就是其中之一?！斑@個一體化的產品,，可以快速、簡單,、可重復地誘導人類多能干細胞分化成為心肌細胞,，”該公司的產品經理JuliaHatler說。這個今年九月面世的試劑盒,，提供有培養(yǎng)基和檢測分化情況的心肌細胞特異性抗體,。“使用這些試劑你能在11天內看到收縮的細胞,，”Hatler說,。
除此之外，R&DSystems公司還提供有StemXVivo?系列試劑盒,，誘導iPS細胞分化成為內胚層,、外胚層和中胚層細胞。“這些產品能推動iPS細胞分化成為三種胚層的細胞,，試劑盒里還提供有鑒定細胞類型的特異性抗體,，整個實驗過程只需要五天，”Hatler說,。
R&DSystems公司的人類多能干細胞功能鑒定試劑盒,，是一個直觀、快速,、低成本的細胞多能性評估產品,。傳統(tǒng)的畸胎瘤實驗非常麻煩，不僅耗時長,，成本也比較高,。“我們的產品并不是要取代畸胎瘤實驗,，而是提供一個快速的初篩方案,，”她說。
STEMCELL公司新推出的ReproTeSR可以重編程血細胞,，與該公司的TeSR?-E7?類似,，ReproTeSR“也是無異種成分的，能生成形態(tài)非常好的iPS細胞,，很容易識別和挑選,，”Hilcove說。
ThermoFisher公司也發(fā)布了新的細胞分化培養(yǎng)基,。舉例來說,，該公司的神經誘導培養(yǎng)基能在七天內，將1百萬iPS細胞擴展為兩千萬到四千萬神經干細胞,，Vemuri介紹到,。而且這些細胞的可塑性很高，能夠生成中腦,、后腦和前腦的前體細胞,。
最近，ThermoFisher公司還推出了將iPS細胞分化為心肌細胞的培養(yǎng)基,。該產品能在約十天內,，誘導人類胚胎干細胞或iPS細胞分化成為大量同時搏動的心肌細胞。
盡管今年涌現出了這么多iPS新工具,，但人們日益增漲的需求仍未得到完全滿足。比如說,，研究者們還需要能將iPS細胞誘導成為功能性胰島細胞的可靠工具,，而Thermo和其他公司正在為此而努力著。相信明年市面上的iPS工具一定會更加豐富。
