拆解我国首个人源干细胞国家标准,一份高质量细胞有哪些特质

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室

高质量的干细胞有哪些特质?

什么样的干细胞更优质?

干细胞的质量往往不是单一指标所决定的,它涉及细胞来源、细胞生长活性、细胞存活率等多重因素,由多种因素共同影响。针对干细胞技术,我们要用更科学、更全面、更理智的眼光去对待,才能规避被坑。

近期,我国首个人源干细胞国家标准《生物样本库多能干细胞管理技术规范》(GB/T42466-2023)发布,里面就提到了影响干细胞质量的主要因素就是细胞来源,细胞活率,细胞生长活性。拆解我国首个人源干细胞国家标准,一份高质量细胞有哪些特质

下面,我们以这三个因素为主,探讨一份高质量干细胞应该具有的特质。

细胞来源

想要获得高质量的干细胞,细胞来源的重要性不言而喻。无论你是选择了异体回输还是“自给自足”,细胞供者本身的年龄及身体状况都会对细胞质量产生影响。拆解我国首个人源干细胞国家标准,一份高质量细胞有哪些特质

随着人类的衰老,细胞的活力也是会逐渐减弱的。2019年,英国利兹大学的科研团队就通过体外培养的方式证实:年轻人的骨髓间充质干细胞增殖能力明显要强于老年人。拆解我国首个人源干细胞国家标准,一份高质量细胞有哪些特质

培养基中培养14天后,

年轻组(19-40),中年龄组(41-60)和老年组(61-89岁)的干细胞计数对比拆解我国首个人源干细胞国家标准,一份高质量细胞有哪些特质

年轻态的干细胞胞体饱满、呈明显的梭形;

衰老的干细胞胞体宽大扁平

所以从年龄这个因素考虑,围产组织来源的脐带、胎盘、羊膜间充质干细胞(有零岁细胞之称)应该是最优的,年轻人的骨髓、脂肪间充质干细胞次之,老年人则不建议直接使用自体干细胞治疗。拆解我国首个人源干细胞国家标准,一份高质量细胞有哪些特质

年轻人与老年人体内细胞对比

接下来,是供者本身的身体状况。

《生物样本库多能干细胞管理技术规范》中要求使用已验证过的方法对干细胞进行真菌、细菌、传染病原体(包括HIV、HBV、HCV、HTLV、HCMV、EBV、TP等)和支原体检测,但这些只能算是基础。

除了病毒感染,许多疾病也会影响自体间充质干细胞的功能及效果,如遗传性疾病、自身免疫性疾病和部分慢性疾病等等。

以常见的糖尿病为例,2017年《Stem Cells Translational Medicine》(影响因子:6.9)上有研究证实[2]:长期患有2型糖尿病会降低干细胞的增殖能力、免疫抑制潜力及存活率。拆解我国首个人源干细胞国家标准,一份高质量细胞有哪些特质

研究证实:长期患2型糖尿病及肥胖会影响自体骨髓间充质干细胞的疗效。尤其是当你患有糖尿病超过10年且较为肥胖时,采用自体干细胞进行治疗就不会是一个明智的选择。

细胞存活率

我们都知道,当干细胞回输到体内,只有活着的干细胞能真正起到修复或治疗的作用,失活细胞不仅有碍疗效,有时还会“帮倒忙”,引发机体毒性反应。

所以细胞存活率不但关乎细胞质量,更涉及人体自身的安全。也正因如此,T/CSCB-0002和T/CSCB-0005都要求未冻存细胞存活率≥90%。

除了干细胞本身的活性外,存储、运输条件也会影响细胞活率。如果存储或运输条件不合格,则可能导致细胞死亡、细胞膜破裂及内容物释放等。

细胞生长活性

生长活性其实有着许多评定标准,如细胞倍增时间、细胞周期、克隆形成率、端粒酶活性等等,而这些指标都被“细胞代次”所影响着。

细胞代次指的是干细胞在体外培养中的传代次数,一般刚从脐带、胎盘、羊膜等提取的干细胞是原始P0代,传一代是P1代干细胞,并以此类推。在此过程中,还有一个关键特性:即干细胞的生物学效力和增殖特性,会随着传代次数的增加逐渐下降。

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图a代表P3代,图b代表P8代

那按照这个逻辑,如果我们想追求高活性,只要使用刚从组织中分离出来的P0代干细胞不就行了吗?事情没有那么简单。

首先,细胞代次并不宜低于3代

处于这个代次的干细胞确实活性很高,可惜的是,它还没能经过足够的体外培养、扩增,这样可能导致:

一、细胞总数量不够。我们能看到在过往的干细胞临床试验里,干细胞回输量几乎都是千万级以上的,而P0-P3代次的干细胞才刚刚开始培养,干细胞含量客观来说很低,很有可能达不到使用标准。哪怕它各项活性都很好,也巧妇难为无米之炊。

二、细胞安全性不够。培养时间短,也意味着来不及进行彻底净化,其中可能残留提取过程中感染的细菌、病毒、微生物等有害物质。尽管这些代次的干细胞有很高的活性,但于安全角度,却十分堪忧。

这两点是不能用前3代的原因,我们再来看看不必执着前3代的理由。

从各代干细胞生长曲线检测结果来看,P4-P7代的数据其实也都在高活性范围之内,并未与前3代细胞形成断层差距,所以总结所有优势与缺点,P0-P3代细胞并不是优选。

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体外培养P3/5/7/10/15代细胞的生长曲线

其次,细胞代次不宜高于7代。

P7代之后的干细胞,算是经过了足够的培养扩增,这细胞数量是上去了,但质量也是断崖式下跌。有研究表明,P7代次之后,干细胞增殖能力及遗传稳定性急剧下降,细胞凋亡的数量也很可怕,到了P15代晚期,凋亡细胞数量直奔50%,自然也不宜作为回输的代次选择。

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FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit I 

检测不同代次细胞的凋亡差异情况

所以在兼顾数量、安全及干细胞活性三方因素后,P3-P7代次的干细胞会是最佳选择。

总的来说,一份细胞质量的好与坏,是由细胞活率、细胞来源、细胞活性等多重因素共同决定的。如果只看重某一指标,影响疗效事小,引发安全问题事大。

不过随着干细胞技术的日益成熟,国家也在不断完善干细胞质量管控体系,整个行业正向着规范化、更加长远地利于临床转化的方向发展。相信在未来,一份高质量干细胞并不需要我们拥有“火眼金睛”,更多人们可以切身体会到干细胞的神奇。

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