MSC？IPSC？與普通細胞培養有啥不同？

Part.01

干細胞發展

干細胞是一類具有旺盛的增殖能力，并在特定條件下多向分化潛能的原始細胞，其不僅能夠分化成不同類型的細胞和組織，還可以通過有絲分裂維持自身的遺傳穩定性。

1908年，亞歷山大·馬克西莫夫在柏林血液病大會上首次提出“干細胞”假說，認為人體所有細胞源于一個祖先細胞，為干細胞研究奠定理論基礎。

1963年首次通過實驗證實造血干細胞的存在，揭示其自我更新與分化能力，成為細胞治療的科學根基，接著在1981年科學家成功分離并建立小鼠胚胎干細胞，從此引發人類胚胎干細胞研究熱潮。

（干細胞文獻趨勢）

以上研究基本還處于理論階段，于是2000年初開始轉向人體研究，在1988年研究人員首次從人類胚胎中分離并培養胚胎干細胞，實現體外擴增，為再生醫學研究開辟新路徑。

不過被眾人所知的還得是1996年的“多莉”克隆羊的誕生，該事件轟動了世界，恰恰證明了體細胞核移植技術可使成體細胞“返老還童”，是再生醫學的重大突破，但也引發巨大倫理爭議。

再看近期，日本學者山中伸彌與英國科學家約翰·戈登因“成熟細胞可重編程為多能干細胞”的發現共享諾貝爾生理學或醫學獎，彰顯干細胞研究的重要性。該成果將成體細胞重編程為多能干細胞，規避胚胎干細胞的倫理爭議，為個性化醫療與疾病模型研究提供新平臺。

Part.02

有哪些分類

為了便于理解，學術界按不同目的分成了各種類型，主流劃分方式為分化潛力和發育階段兩個維度。

分化潛能不同則可歸為全能干細胞（發育成完整個體的潛能，代表如受精卵）、多能干細胞（可對應分化為內中外三胚層，如胚胎干細胞）和單能干細胞（只能向一種或幾種密切相關的細胞類型分化，如造血干細胞、神經干細胞等）。

日常研究中，我們常說的間充質干細胞（MSC，又稱間充質基質細胞）可分為多能干細胞類，在臨床應用也最有價值。間充質干細胞最獨特的生物學特性是三系分化能力，在標準的體外組織分化培養條件下具有成骨、成脂和成軟骨的分化潛能。

“間充質”是胚胎早期發育中的一種過渡性組織，常填充在發育中的器官和組織之間（與命名呼應）的疏松網狀組織，成年的體內的間充質干細胞少量存在于骨髓、脂肪、肌肉和乳牙的牙髓當中。

IPSC（誘導多能干細胞Induced Pluripotent Stem Cell）指的是將已經分化的成年體細胞（比如皮膚細胞）“返老還童”，重回類似胚胎干細胞的狀態，從而能再分化成身體幾乎任何類型的細胞，可以理解為逆自然成長的過程。

Part.03

干細胞培養

通常來說，干細胞培養中要一直保持其未分化狀態，而且貼壁能力弱，是實驗圈公認的最難養細胞系列之一。

首先是干細胞分離，實驗室里常用的方式有密度梯度離心，即依據各細胞的大小及差異來區分；其次是基于干細胞表面標志物來篩選，如流式細胞分選或免疫磁珠。

干細胞本身“嬌嫩敏感”，且貼壁差，決定了不能正常用常規耗材，尤其是實驗新手，一般優先使用貼壁處理的培養耗材（有些是基質包被處理，如基質膠）。

相比普通細胞，干細胞培養試劑中需要精確的添加對應的細胞因子，在同一套培養體系，只需改變生長因子的種類和濃度，就可以從“維持干性”模式切換到“誘導分化”模式，一不小心就白做了。

干細胞生長時成集落狀，給消化液帶來了不少麻煩，傳代消化時酶的使用需恰到好處，避免損傷細胞。大規模培養時，人工移液易導致細胞分布不均、產生氣泡，嚴重影響細胞活性和質量。

在質控方面，普通細胞一般僅需要活力測定和形態觀察即可（嚴格需要支原體檢測）；干細胞要時刻維持分化干性，因此要用表面標志物來反復確定其能力，部分還得做分化潛能實驗。

血清選擇也比較苛刻，當下隨著干細胞慢慢走向臨床，血清也逐漸開始被人源血小板裂解物（hPL）所替代。

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