iPSC培養(yǎng)中的質(zhì)量控制策略有哪些？

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）的研究和應(yīng)用正日益成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要方向。然而，iPSC的培養(yǎng)過程中存在諸多不確定性，因此，進(jìn)行規(guī)律性的質(zhì)量控制（ QC）對(duì)于確保實(shí)驗(yàn)的可靠性、降低成本和提高效率至關(guān)重要。國際干細(xì)胞研究學(xué)會(huì)（ISSCR）提供了一系列指導(dǎo)原則和建議，本文將圍繞iPSC QC 的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：基本因素、功能性驗(yàn)證和基因組穩(wěn)定性，探討何時(shí)進(jìn)行QC檢測(cè)以及如何實(shí)施。

一、iPSC QC的關(guān)鍵點(diǎn)

iPSC QC（誘導(dǎo)多能干細(xì)胞質(zhì)量控制）的關(guān)鍵點(diǎn)主要包括以下三個(gè)方面：

1. 基本因素：這些因素是評(píng)估iPSC質(zhì)量的基礎(chǔ)，包括：

   - 細(xì)胞是否污染：檢查細(xì)胞培養(yǎng)物中是否存在細(xì)菌、真菌、支原體等外來污染。

   - STR類型：通過短串聯(lián)重復(fù)序列分析來確認(rèn)細(xì)胞株的遺傳身份，確保其來源的準(zhǔn)確性。

   - 生長速度：監(jiān)測(cè)細(xì)胞的增殖速率，以評(píng)估其生長活力。

   - 細(xì)胞形態(tài)：觀察細(xì)胞的大小、形狀和排列，以判斷其正常性。

2. 功能性驗(yàn)證：這些測(cè)試確保iPSC具有正常的生物學(xué)功能，包括：

   - 基因表達(dá)分析：通過RT-PCR、基因芯片等技術(shù)，檢測(cè)iPSC中特定基因的表達(dá)水平。

   - 分化潛能：評(píng)估iPSC分化為三種胚層細(xì)胞的能力，以及是否能形成功能性細(xì)胞類型。

3. 基因組穩(wěn)定性：這些分析確保iPSC的遺傳穩(wěn)定性，包括：

   - 拷貝數(shù)變異（CNV）分析：檢測(cè)細(xì)胞基因組中的拷貝數(shù)變化，這些變化可能導(dǎo)致基因功能的改變。

   - 單核苷酸變異（SNV）分析：識(shí)別基因組中的單點(diǎn)突變，這些突變可能影響細(xì)胞的功能。

   - 基因編輯正確性及脫靶效應(yīng)評(píng)估：對(duì)于經(jīng)過基因編輯的iPSC，檢查編輯是否準(zhǔn)確以及是否存在非特異性的脫靶效應(yīng)。

二、iPSC QC檢測(cè)的時(shí)機(jī)

l 重要項(xiàng)目開始前：在項(xiàng)目啟動(dòng)前進(jìn)行QC檢測(cè)，可以確保使用的iPSC質(zhì)量合格，避免后續(xù)實(shí)驗(yàn)的無效投入。

l iPSC編輯或凍存后：編輯或凍存過程可能影響iPSC的質(zhì)量，因此在這些操作后進(jìn)行QC檢測(cè)十分必要。

l 細(xì)胞培養(yǎng)異常時(shí)：當(dāng)細(xì)胞培養(yǎng)過程中出現(xiàn)表型改變或?qū)嶒?yàn)重復(fù)性差時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行QC檢測(cè)，以發(fā)現(xiàn)問題所在。

三、IPCS基因組突變的QC策略

• 突變風(fēng)險(xiǎn)：研究顯示，iPSC細(xì)胞株有20%-30%的概率發(fā)生基因突變，這些突變可能隨著傳代次數(shù)的增加而加劇，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

• 篩選時(shí)機(jī)：為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)突變并降低成本，建議在iPSC還未進(jìn)行重編程和基因改造的野生型（WT）時(shí)期進(jìn)行篩選。

• 高效鋪板方法：在需要大量樣本的情況下，手動(dòng)鋪板不現(xiàn)實(shí)。采用安達(dá)望的VIPS高效率細(xì)胞鋪板系統(tǒng)結(jié)合CMX系統(tǒng)細(xì)胞檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行單克隆篩選和生長追蹤，可以提高效率。

•  克隆恢復(fù)率：通過培養(yǎng)基的優(yōu)化，可以使克隆恢復(fù)率達(dá)到最高70%，確保篩選過程的效率。

• l基因分析：選取單克隆來源且形態(tài)符合要求的克隆團(tuán)進(jìn)行基因分析，排除突變細(xì)胞株，從源頭避免突變帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

      iPSC的培養(yǎng)和應(yīng)用潛力巨大，但隨之而來的質(zhì)量控制問題也不容忽視。通過遵循ISSCR的指導(dǎo)原則，我們可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)進(jìn)行有效的QC檢測(cè)，確保iPSC的質(zhì)量和穩(wěn)定性。特別是在基因組突變方面，通過早期篩選和高效的單克隆篩選技術(shù)，我們可以減少突變風(fēng)險(xiǎn)，提高實(shí)驗(yàn)的可靠性和效率。隨著iPSC技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來還將出現(xiàn)更多高效、精確的QC方法，為iPSC的研究和應(yīng)用提供更強(qiáng)有力的支持。

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