日前，由中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“全自動干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備”已在廣州正式通過國家驗(yàn)收，設(shè)備所有技術(shù)指標(biāo)均達(dá)要求，這也是世界上首臺全自動、大規(guī)模、規(guī)范化誘導(dǎo)及擴(kuò)增的干細(xì)胞誘導(dǎo)生產(chǎn)系統(tǒng)。
所謂“干細(xì)胞”是指具有自我復(fù)制功能及多向分化潛能的細(xì)胞，在特定條件下能再生成人體的各種細(xì)胞、組織或器官，被醫(yī)學(xué)界稱為“萬能細(xì)胞”，在再生醫(yī)學(xué)、疾病模型、藥物篩選、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，近些年，干細(xì)胞研究興起了“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞”（以下簡稱iPSC）新領(lǐng)域的發(fā)展，從而解決了干細(xì)胞作為種子細(xì)胞的來源問題。
廣州生物院研究員潘光錦介紹：為了獲得大量誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，科研人員需要制備并讓其大量增殖，也就是養(yǎng)細(xì)胞。然而，當(dāng)前干細(xì)胞誘導(dǎo)、培養(yǎng)及篩選過程均只能依靠人工操作完成，存在很多的不足。一方面，由于缺乏對細(xì)胞命運(yùn)變化及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞克隆篩選和擴(kuò)增的實(shí)時及定量監(jiān)控，難以實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞誘導(dǎo)流程的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化；另一方面，人工操作也存在效率低、成本高、通量低、安全性差等問題。“
在此背景下，財政部支持的國家重大科研裝備研制項(xiàng)目”全自動干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備研制“，于2013年立項(xiàng)，由廣州生物院負(fù)責(zé)承擔(dān)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以創(chuàng)新技術(shù)為核心，利用院內(nèi)國際領(lǐng)先的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)、干細(xì)胞誘導(dǎo)分化技術(shù)等研究成果，并結(jié)合自動化技術(shù)，歷時4年，攻克8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，取得多項(xiàng)創(chuàng)新性成果，成功研制國際首臺全自動干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備。
據(jù)了解，全自動干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備占地25平方米，由自動化培養(yǎng)箱系統(tǒng)、自動化液體處理系統(tǒng)、顯微在線觀測系統(tǒng)、高精度克隆挑取系統(tǒng)、培養(yǎng)皿傳送系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)六大模塊組成。
干細(xì)胞的重編程是從一個個體化的矩陣培養(yǎng)箱開始，培養(yǎng)箱可并行培養(yǎng)24份個體化的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。然后，再由自動傳送臂在b級環(huán)境下將6孔細(xì)胞培養(yǎng)板從培養(yǎng)箱傳送至操作艙中。隨后，培養(yǎng)板就被置入成像區(qū)。接下來，擁有1.2微米分辨率的顯微成像系統(tǒng)就會對其成像，整個過程不超過10分鐘。
廣州生物院研究員張驍表示：”獨(dú)立矩陣式培養(yǎng)箱主要是為細(xì)胞培養(yǎng)提供適當(dāng)?shù)臏囟取穸群蜌怏w環(huán)境，保證細(xì)胞的培養(yǎng)處于合適的環(huán)境，同時也保障個體細(xì)胞間不會交叉污染，人養(yǎng)細(xì)胞，不會全程監(jiān)測細(xì)胞狀態(tài)。而這臺設(shè)備能全天候堅守，可以通過手機(jī)APP端監(jiān)測，并及時完成移液、換液等操作。細(xì)胞的培養(yǎng)時間也縮短了。它還能自動獲取細(xì)胞成長信息，預(yù)測細(xì)胞成長趨勢，自動挑選出符合要求的成熟誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。“
”該自動化智能技術(shù)可實(shí)現(xiàn)每月24人次為周期的GMP級別的細(xì)胞制備通量，為我國的生物先進(jìn)制造提供了上游細(xì)胞來源的智能保障，有了這臺設(shè)備后，從事誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的科研人員不再靠人工操作養(yǎng)細(xì)胞，甚至不具備養(yǎng)細(xì)胞技術(shù)的人只要靠這臺儀器就能獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。“張驍補(bǔ)充說道。
據(jù)悉，目前各醫(yī)院細(xì)胞治療臨床應(yīng)用迫切需要干細(xì)胞制備裝置，全自動干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備已逐步在各研究單位或一級醫(yī)院研究中心開始推廣。
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