
干细胞(stem cells)是指一类具有高度自我更新与分化潜能的细胞群体,在特定诱导条件下,可分化成为各类功能细胞群,形成相应的组织或器官。干细胞可颠覆常规治疗手段,在治疗多种重大疾病方面有着极大潜能。利用干细胞移植,已经能够治疗多种常规医疗手段无法解决的重大疾病。
▉ 干细胞培养方法丨Stem cell culture methods
在间充质干细胞(hMSCs)的临床转化应用过程中,干细胞的培养、传代、扩增工艺是细胞治疗产品CMC(chemistry, manufacturing, controls)的重要一环。干细胞的培养模式有二维(传统)培养与三维培养两种。
目前通过IND进入临床试验阶段的干细胞治疗产品生产工艺,基本采用传统培养瓶二维培养工艺,少量采用多层细胞工厂,即将hMSCs直接接种于细胞培养瓶或细胞培养皿中进行贴壁培养,以达到细胞培养扩增的目的。但这些方法存在细胞可利用生长面积小、细胞培养容器占地面积过大、细胞收获时质量不均一等缺点。

图为:细胞工厂
目前,已开发出能够显著提高干细胞扩增效率的三维扩增培养新方法(如中空纤维培养体系、基于微载体的悬浮培养技术、多孔生物材料培养技术等)。其中微载体悬浮培养技术,因其便于进行大规模培养和收集细胞而广受青睐。
然而,目前市场上销售的商业化微载体,绝大多数是以收获细胞表达产物为目标,不能满足细胞治疗企业以收获质量稳定、符合临床应用需求的细胞的目的。现有细胞治疗企业,不仅要要选择合适的微载体,满足干细胞产业化对干细胞的数量要求,同时也要保障干细胞的关键质量属性。因此,不能简单的套用传统微载体应用领域的细胞扩增工艺。华龛生物基于其可降解微载体开发的自动化干细胞3D扩增培养体系,可满足hMSCs的规模化扩增及封闭式收获要求。

图为:通过3D TableTrix微载体(多孔微载体)进行细胞培养
▉ 3D培养模式丨CytoNiche TDCC
3D培养扩增MSC工艺流程通过传统2D工艺对原代收获细胞扩增至种子库,根据细胞特性优化细胞接种量、搅拌转速、溶氧等影响因素,采用不同的3D扩增体系:500ml、5L、10L至15L,实现细胞扩增的逐级放大。细胞在微载体上达到预期数量时,因微载体的可降解特性,结合特异性微载体裂解液对其进行原瓶裂解,可实现细胞温和收获。单批次可收获的细胞数约为T175细胞培养瓶的100倍,同时保证细胞质量满足细胞治疗企业质量标准并保证其均一性。
▉ 案例分享丨Case sharing
接种细胞 UCMSCs
微载体 3D TableTrix微载片
培养容器 vivaSPIN VS05
培养体系 4.5L
▉ 实验结果丨 Experimental result
1.1 细胞增殖与代谢


1.2 细胞鉴别
1.21 细胞形态

1.22 细胞标记物

1.23 STR图谱


图为:3D收获细胞STR分型图谱
1.3 微生物检测

1.4 成瘤性检测
1.41 软琼脂克隆形成

1.42 端粒酶活性检测



1.5 三系分化

图为:成脂

图为:成骨

图为:成软骨
▉ 结论丨 Conclusion
全自动、封闭式的细胞处理系统是CGT领域未来的工艺发展方向。华龛生物规模化、自动化的细胞制造体系具有以下优势:封闭的自动化系统保证细胞无菌制造;易于扩大生产规模,便于质量控制;显著降低生产成本。在此基础上,华龛提供基于3D 微载体的规模化、定制化细胞扩增工艺整体解决方案,满足细胞治疗终产品质量和监管要求,助力细胞治疗产品的商业化生产。
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