幹細胞還能這樣培養?學識限制了我的想象

最近,研究幹細胞的科學家們都很開心,因為終於可以不用自己動手養幹細胞了!


不用手,用什麼養?

有全自動機器呀~

眾所周知,幹細胞,這種具有自我複製功能及多向分化潛能的“萬能細胞”,能在特定條件下再生成人體的各種細胞、組織或器官,什麼“返老還童”“青春不老”都不是夢!

因此,獲得幹細胞材料是研究的關鍵。現在,有了這臺世界上首臺全自動、大規模、規範化誘導及擴增的幹細胞誘導生產系統,就能把科學家從養幹細胞的活兒中解放出來,讓他們能把精力投入到更深的研發中去~

幹細胞還能這樣培養?學識限制了我的想象

養幹細胞這活兒可不簡單,基本上都得碩士、博士去幹,而且不是你有這個專業素養就成,還得經過很長時間訓練,才能掌握好乾細胞誘導、培養及篩選。

幹細胞還能這樣培養?學識限制了我的想象

國家萬人計劃拔尖人才、“973”計劃青年科學家首席陳捷凱說,“培養一個幹細胞IPSC專家,需要國家大量投入。從誘導、篩選到提取幹細胞,至少需要一萬小時的訓練,並且這些經驗與方法很難傳授和複製。”

養幹細胞已經很難了,而這樣的人工操作依然存在效率低、成本高、通量低、安全性差等問題。小科舉個簡單的例子:假如小科是養幹細胞的,但是前一個晚上通宵“吃雞”,第二天昏昏沉沉就可能隨時選了個未成熟的細胞去增值,導致幹細胞養成遊戲game over。

幹細胞還能這樣培養?學識限制了我的想象

而在本週,中科院廣州生物醫藥與健康研究院(簡稱廣州生物院)全自動幹細胞誘導培養設備研製項目團隊研製的全自動幹細胞誘導培養設備順利通過驗收,這是世界上首臺全自動、大規模、規範化誘導及擴增的幹細胞誘導生產系統

幹細胞還能這樣培養?學識限制了我的想象

簡單說,這機器就是全自動的養幹細胞機。不知道親們家裡有沒有發豆芽機,大概親們想想這是高階版,並用來養幹細胞的。

而且它養的是一種叫做“誘導多能幹細胞”。這是由於常規幹細胞存在的不足,幹細胞研究興起了誘導多能幹細胞(IPSC)新領域的發展,從而解決了幹細胞作為種子細胞的來源問題。

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廣州生物院的張驍研究員帶領團隊歷時4年,集智攻關,攻克了8項關鍵技術,其中包括2項核心技術,並取得多項創新性成果,研製出國際首臺幹細胞自動化、智能化誘導培養設備。他們建立了從細胞培養、顯微在線觀測、移液換液、算法識別、細胞挑取及設備控制的裝備技術,

實現了iPSC自動化誘導培養、擴增、成像、移液換液、挑克隆,下游分化等功能

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幹細胞還能這樣培養?學識限制了我的想象

矩陣式自動化培養箱

如果親還想問這臺全自動設備到底有多牛?廣州生物院副院長潘光錦研究員強調,將幹細胞誘導培養流程自動化,其意義不僅是簡單節約人力,而是推動我國幹細胞基礎研究和臨床應用發展的“必經之路”

潘光錦說,用手工提取幹細胞,錯誤率很高,提取100個可能只有10個是真正有價值的幹細胞。而機器利用人工智能機器學習輔助無損無標記分析手段,一次可以輕鬆提取幾百個,且正確率達99%

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自動化液體處理系統效果圖

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而且最難能可貴的是,只要有了這臺機器,無論是在偏遠山區,還是發達沿海,都能像是在世界一流的實驗室,也不需要經驗豐富的科學家,只需要經過培訓的一般科研人員就可以規模穩定地製備安全的、標準化的iPS細胞!

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主機臺局部效果圖

根據此前的專家組驗收意見,該設備為我國完全自主知識產權,整機技術及識別核心算法的應用已達國際“並跑”,個別關鍵技術實現了“領跑”

設備的成功研製,改善了我國高端生命科學儀器裝備幾乎依靠歐美進口的局面,展示了我國在細胞製備領域高端科研裝備的先進性。

目前,誘導多能幹細胞研究廣泛應用於新藥研發、神經損傷修復、心肌細胞修復、組織器官再生或移植等再生醫療研究領域。

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