干细胞还能这样培养?学识限制了我的想象

最近,研究干细胞的科学家们都很开心,因为终于可以不用自己动手养干细胞了!


不用手,用什么养?

有全自动机器呀~

众所周知,干细胞,这种具有自我复制功能及多向分化潜能的“万能细胞”,能在特定条件下再生成人体的各种细胞、组织或器官,什么“返老还童”“青春不老”都不是梦!

因此,获得干细胞材料是研究的关键。现在,有了这台世界上首台全自动、大规模、规范化诱导及扩增的干细胞诱导生产系统,就能把科学家从养干细胞的活儿中解放出来,让他们能把精力投入到更深的研发中去~

干细胞还能这样培养?学识限制了我的想象

养干细胞这活儿可不简单,基本上都得硕士、博士去干,而且不是你有这个专业素养就成,还得经过很长时间训练,才能掌握好干细胞诱导、培养及筛选。

干细胞还能这样培养?学识限制了我的想象

国家万人计划拔尖人才、“973”计划青年科学家首席陈捷凯说,“培养一个干细胞IPSC专家,需要国家大量投入。从诱导、筛选到提取干细胞,至少需要一万小时的训练,并且这些经验与方法很难传授和复制。”

养干细胞已经很难了,而这样的人工操作依然存在效率低、成本高、通量低、安全性差等问题。小科举个简单的例子:假如小科是养干细胞的,但是前一个晚上通宵“吃鸡”,第二天昏昏沉沉就可能随时选了个未成熟的细胞去增值,导致干细胞养成游戏game over。

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而在本周,中科院广州生物医药与健康研究院(简称广州生物院)全自动干细胞诱导培养设备研制项目团队研制的全自动干细胞诱导培养设备顺利通过验收,这是世界上首台全自动、大规模、规范化诱导及扩增的干细胞诱导生产系统

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简单说,这机器就是全自动的养干细胞机。不知道亲们家里有没有发豆芽机,大概亲们想想这是高阶版,并用来养干细胞的。

而且它养的是一种叫做“诱导多能干细胞”。这是由于常规干细胞存在的不足,干细胞研究兴起了诱导多能干细胞(IPSC)新领域的发展,从而解决了干细胞作为种子细胞的来源问题。

干细胞还能这样培养?学识限制了我的想象

广州生物院的张骁研究员带领团队历时4年,集智攻关,攻克了8项关键技术,其中包括2项核心技术,并取得多项创新性成果,研制出国际首台干细胞自动化、智能化诱导培养设备。他们建立了从细胞培养、显微在线观测、移液换液、算法识别、细胞挑取及设备控制的装备技术,

实现了iPSC自动化诱导培养、扩增、成像、移液换液、挑克隆,下游分化等功能

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矩阵式自动化培养箱

如果亲还想问这台全自动设备到底有多牛?广州生物院副院长潘光锦研究员强调,将干细胞诱导培养流程自动化,其意义不仅是简单节约人力,而是推动我国干细胞基础研究和临床应用发展的“必经之路”

潘光锦说,用手工提取干细胞,错误率很高,提取100个可能只有10个是真正有价值的干细胞。而机器利用人工智能机器学习辅助无损无标记分析手段,一次可以轻松提取几百个,且正确率达99%

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自动化液体处理系统效果图

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而且最难能可贵的是,只要有了这台机器,无论是在偏远山区,还是发达沿海,都能像是在世界一流的实验室,也不需要经验丰富的科学家,只需要经过培训的一般科研人员就可以规模稳定地制备安全的、标准化的iPS细胞!

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主机台局部效果图

根据此前的专家组验收意见,该设备为我国完全自主知识产权,整机技术及识别核心算法的应用已达国际“并跑”,个别关键技术实现了“领跑”

设备的成功研制,改善了我国高端生命科学仪器装备几乎依靠欧美进口的局面,展示了我国在细胞制备领域高端科研装备的先进性。

目前,诱导多能干细胞研究广泛应用于新药研发、神经损伤修复、心肌细胞修复、组织器官再生或移植等再生医疗研究领域。

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