新型同种异体干细胞和诱导多能干细胞(iPSCs)正在提供更符合生理特征的疾病模型。
从蝾螈到斑马鱼,干细胞具备非凡的再生能力,能够恢复失去的肢体并修复受损器官。然而这些能力在人类体内尚未完全实现。尽管人类干细胞在治疗多种疾病方面具有巨大潜力,但该领域仍在发展中,特别是随着更符合生理特征的干细胞检测方法不断涌现。
人类干细胞主要分为三类:胚胎干细胞(ESCs)、成体干细胞(ASCs)和诱导多能干细胞(iPSCs)。ESCs是从早期胚胎中提取的多能细胞,可分化为几乎所有细胞类型。相比之下,ASCs属于多能细胞,主要分化为起源组织的细胞类型。iPSCs代表科学突破,通过特定转录因子将皮肤或血液细胞重编程为多能状态。
整合型成体干细胞
APstem Therapeutics创始人兼CEO Min Hu博士指出:"传统多能干细胞虽能分化多种细胞,但存在致瘤风险,而间充质基质细胞(MSCs)等终末分化细胞缺乏重建复杂组织的能力。我们开发的整合型成体干细胞(giaSCs)可分化为三个胚层细胞类型,不致瘤且无免疫反应。" 该细胞由MSCs与血液干细胞相互作用生成,具有独特基因特征。
在小鼠模型中,giaSCs与纤维蛋白凝胶混合移植后显著加速伤口闭合,完全再生皮肤结构(包括毛囊)。肠损伤模型显示其可分化为肠上皮细胞参与修复,且对正常组织无影响。该细胞具有低免疫原性,适合"现成"异基因移植,目前已开展糖尿病伤口愈合研究。
iNeurons模型系统
Genentech首席科学家Maheswara Reddy Emani介绍,通过神经源因子2(NGN2)快速分化iPSCs获得的iNeurons细胞,能高效生产大量人类神经元,适用于化合物库高通量筛选。该模型结合自动化成像和AI分析,可高效测量轴突退化与再生,为神经退行性疾病和脊髓损伤治疗提供研究平台。
Microglia工具箱
bit.bio高级项目经理Rebecca Northeast强调,人类iPSC衍生的小胶质细胞(ioMicroglia)比传统模型更具生理相关性。其opti-ox™细胞编程技术可在数天内将iPSC大规模转化为目标细胞。该技术开发了携带阿尔茨海默病相关突变的细胞系,支持单基因效应研究,并推出CRISPRko-Ready ioMicroglia(稳定表达Cas9),将CRISPR筛选周期从月级缩短至天级。
细胞分化多样性
STEMCELL Technologies神经生物学总监Erin Knock介绍,其健康对照iPSC系SCTi003-A已验证可生成30种细胞类型,包括神经祖细胞、心肌细胞等。配套的STEMdiff™分化培养基可模拟体内信号环境,通过小分子和生长因子时序调控生成特定神经细胞。即将推出的人iPSC来源星形胶质细胞、内皮细胞等定制化细胞系,为靶向疾病建模提供工具。
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