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免疫化学研究所生物工程实验室优化了用于高通量筛选和基础研究的形成人诱导多能干细胞的微流控重编程方法

    近日,来自免疫化学研究所特聘教授Nicola Elvassore课题组的研究人员以Microfluidic reprogramming to pluripotency of human somatic cells为题,在国际著名学术期刊《Nature Protocols》上发表了最新研究成果。


    人诱导多能干细胞(hiPSCs)是从成体体细胞通过重编程过程衍生而来的类胚胎干细胞,它们在干细胞生物学和包括精准医学在内的再生医学中有许多潜在的应用。然而,因重编程过程的效率低、成本高和工作量大等原因,人诱导多能干细胞在临床应用中受到了极大的阻碍。近期,来自免疫化学研究所特聘教授Nicola Elvassore课题组的研究人员开发了一种为期八天、利用每日转染mRNA编码的重编程因子和免疫逃避蛋白质来提高人诱导多能干细胞重编程效率的实验方案。研究人员在无异种蛋白限定条件下接种约1,500个细胞, 15天后发现在每个27平方毫米的微流体室可以获得高达160个hiPSC的集落。



图注:人成纤维细胞在微流体重编程14天后,hiPSC集落多能性标志物的表达


    该微流体不仅有较高的重编程成功率,而且可以使数百个细胞系能够同时进行重编程。该实验方案消耗的培养基量也非常少,每个独立的微流体室只消耗约300微升培养基。另外,hiPSC集落可以直接从微流体室提取,并且因mRNA的降解性,不需要进行进一步的集落稳定化实验步骤就可以用于下游应用。

    研究人员还把这个实验方案应用于低蛋白质含量的培养基,用以研究重编程的生物分子机制。


    综上所述,利用该微流体系统形成的hiPSCs,不仅可以应用于临床转化研究,而且对于进一步研究重编程过程有着非常重要的意义。


    免疫化学研究所副研究员Camilla Luni为文章并列第一作者,特聘教授Nicola Elvassore为通讯作者,第一完成单位为上海科技大学免疫化学研究所。该项研究得到了国家自然科学基金(项目编号:31601178)的支持。


    Gagliano O*, Luni C*, Qin W, Bertin E, Torchio E, Galvanin S, Urciuolo A, Elvassore N. 2019. Microfluidic reprogramming to pluripotency of human somatic cells. Nat Prot 14:722–737.

    相关研究报道见:https://www.nature.com/articles/s41596-018-0108-4


 
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