如何在實驗室培養(yǎng)干細胞？

干細胞如何在實驗室中生長？

在實驗室中培養(yǎng)細胞被稱為“細胞培養(yǎng)”。干細胞可以在實驗室環(huán)境中的培養(yǎng)皿中增殖，培養(yǎng)皿中含有被稱為培養(yǎng)基的營養(yǎng)肉湯（針對不同類型的干細胞的生長進行了優(yōu)化）。大多數(shù)干細胞附著、分裂并散布在培養(yǎng)皿的表面。

隨著細胞分裂，培養(yǎng)皿變得擁擠，因此需要在傳代培養(yǎng)過程中重新鋪板，這種過程會在數(shù)月內(nèi)定期重復(fù)多次。每個傳代培養(yǎng)周期都稱為“傳代”。原始細胞可以產(chǎn)生數(shù)百萬個干細胞。在這個過程的任何階段，細胞批次都可以冷凍并運送到其他實驗室進行進一步的培養(yǎng)和實驗。

您如何“重新編程”常規(guī)細胞以制造iPSC？

分化的細胞，例如皮膚細胞，可以重新編程回到多能狀態(tài)。通過強制表達已知是多能性主要調(diào)節(jié)因子的基因，可以在數(shù)周內(nèi)實現(xiàn)重編程。在此過程結(jié)束時，這些主調(diào)節(jié)器將重塑整個基因網(wǎng)絡(luò)的表達。分化細胞的特征將被與多能狀態(tài)相關(guān)的特征所取代，從根本上逆轉(zhuǎn)發(fā)育過程。

如何刺激干細胞分化？

只要多能干細胞在適當(dāng)?shù)臈l件下培養(yǎng)，它們就可以保持未分化狀態(tài)。為了培養(yǎng)特定類型的分化細胞，科學(xué)家可能會改變培養(yǎng)基的化學(xué)成分，改變培養(yǎng)皿的表面，或通過強制表達特定基因來修飾細胞。通過多年的實驗，科學(xué)家們已經(jīng)建立了一些基本方案或“配方”，用于將多能干細胞分化為某些特定的細胞類型（見下圖 1）。

哪些實驗室測試用于鑒定干細胞？

在生成干細胞系過程中的不同階段，科學(xué)家們對細胞進行測試，看它們是否表現(xiàn)出使它們成為干細胞的基本特性。這些測試可能包括：

• 驗證已被證明對干細胞功能很重要的多個基因的表達。
• 檢查增殖率。
• 通過檢查選定細胞的染色體來檢查基因組的完整性。
• 通過去除維持細胞未分化狀態(tài)的信號來證明細胞的分化潛能，這將導(dǎo)致多能干細胞自發(fā)分化，或者通過添加誘導(dǎo)成體干細胞分化成適當(dāng)細胞表型的信號。