临床应用的干细胞代次选择

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室

当临床应用干细胞治疗时,选择哪个代次的干细胞治疗更加合适,是经常容易被问及的。这些都是应该思考和有待解决的问题。我们都是知道,人分男女老少,而干细胞也有年轻和衰老之分,因此,细胞的代数是影响干细胞活性及临床有效性、安全性的一个重要因素。

理论上讲,细胞代数越靠前,干细胞的干性也越强。但是干细胞在体外培养的过程中,干细胞有从组织微环境到体外培养环境的一个调整和适应过程,一部分不适应的细胞会被淘汰,所以在前两三代,干细胞基因组有着不稳定的因素,可能不宜临床应用。

临床应用的干细胞代次选择

有研究显示,通过核型分析发现,在前三代细胞中,干细胞存在异常核型的比例偏高。就如间充质干细胞(MSC)而言,临床应用的最佳代数应该在 4~6 代。

细胞传代

体外培养时,细胞在培养瓶中的生长过程主要分为 4 个阶段(如下图):

临床应用的干细胞代次选择
首先是延滞期,细胞接种到培养瓶后,起始的一段时间内是不增殖的,细胞数量保持不变。此阶段,细胞需要时间来适应新的培养环境;另外,进行细胞分裂之前,细胞内各成分(例如遗传物质)的复制与装配等也需要时间。

过了延滞期后,细胞开始分裂,进入对数生长期。此阶段,细胞数量急速增加。

细胞数量增加到一定程度时,细胞相互接触,产生接触抑制,细胞分裂生长速度减慢,直至完全停止生长,进入稳定期

进入稳定期后,由于培养基中营养物质消耗,有害代谢产物积聚,细胞死亡数逐渐增加,进入衰亡期

因此,为了避免大规模细胞死亡,细胞在进入稳定期时应及时消化,并重新接种到新的培养瓶中,这称为细胞传代

临床应用的干细胞代次选择

备注:P0为刚从组织分离出来的原代细胞,一般干细胞传代扩增倍数为3-5倍,图表中以3倍为例。

间充质干细胞理论上可以长期传代培养,但在临床应用中不建议选择代次较高的干细胞批次。未经体外扩增的MSC,细胞本身是安全无害的,除非本身有某种基因缺陷,体外扩增最大的风险在于基因突变。有一研究小组发现骨髓MSC体外培养至18代时,出现基因突变、染色体异常。其他大量的研究证实,MSC在体外培养代数过高(超过10代)的情况下才会引起染色体异常

另一个影响干细胞回输安全性的问题是添加物,如使用无血清培养基代替动物血清培养;通过严格的无菌操作避免抗生素的使用。但对于胰酶等细胞培养不可替代的成分,要在回输时严格质检以确保其无成分残留,也是至关重要的。

临床应用的干细胞代次选择

间充质干细胞作为细胞制剂的效应成分,其本身的安全性问题不容忽视;细胞制剂在生产制备过程中的质量控制体系,也同时影响着其回输安全性。

因此,代次太靠前或者太靠后都不是最好的选择,同时也要考虑培养条件的因素才能做出最佳的选择。

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