hiPSC：人類(lèi)誘導多能干細胞的培養與應用

人類(lèi)誘導多能干細胞（hiPSC）是一類(lèi)通過(guò)基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）對已經(jīng)高度分化的人體細胞進(jìn)行重新逆分化得到的多能性干細胞。這類(lèi)細胞具有自我更新和分化成多種細胞類(lèi)型的能力，為科學(xué)家在疾病模型構建、藥物篩選及再生醫學(xué)等領(lǐng)域提供了強大的工具。

hiPSC的培養方法

hiPSC的培養過(guò)程復雜且需要精細操作，但現代技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)大大簡(jiǎn)化了這一過(guò)程。以下是hiPSC培養的基本步驟：

試劑準備：首先，需要配制hESC/iPSC培養基，并準備Matrigel鋪板，為細胞提供一個(gè)適宜的生長(cháng)環(huán)境。

細胞復蘇：將冷凍的hiPSC細胞在37℃水浴鍋中解凍，然后移入含有培養基的離心管中，離心去除上清液后，用新鮮培養基重懸細胞，接種到Matrigel包被的培養板上。

細胞培養：將接種好的細胞置于37℃、5% CO2的培養箱中培養，每天更換新鮮培養基，并根據細胞生長(cháng)情況調整培養基體積。

細胞傳代：當細胞匯合度達到85%左右時(shí)，需要進(jìn)行傳代操作。使用特定的消化液將細胞從培養板上分離下來(lái)，重懸后按一定比例接種到新的培養板上。

細胞凍存：對于暫時(shí)不需要使用的細胞，可以將其凍存起來(lái)以備后用。

實(shí)驗應用

hiPSC在多種實(shí)驗研究中發(fā)揮著(zhù)重要作用，以下是幾個(gè)典型的例子：

疾病模型構建：通過(guò)基因編輯技術(shù)，可以在hiPSC中引入特定的基因突變，從而構建出與某種疾病相關(guān)的細胞模型。這些模型可以用于研究疾病的發(fā)病機制、評估治療效果等。

藥物篩選：利用hiPSC分化出的特定細胞類(lèi)型，可以模擬藥物在人體內的作用過(guò)程，從而篩選出具有潛在療效的藥物。這種方法可以大大縮短藥物研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

再生醫學(xué)：hiPSC具有分化成多種細胞類(lèi)型的能力，因此在再生醫學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。通過(guò)誘導hiPSC分化成特定類(lèi)型的細胞，可以用于修復受損組織或器官，實(shí)現疾病的治愈。

具體實(shí)驗案例

以研究非典型甲狀腺激素信號傳導為例，研究人員利用CRISPR-Cas9技術(shù)構建了THRB基因突變的hiPSC細胞系。這些細胞系可以用于研究THRB信號通路的激活作用，以及這種作用在甲狀腺激素生理效應中的貢獻。通過(guò)這種方法，研究人員可以深入了解甲狀腺激素信號傳導的分子機制，為相關(guān)疾病的治療提供新的思路。

此外，研究人員還利用hiPSC構建了BAX/BAK雙敲除的細胞系，用于研究腦缺血等細胞凋亡相關(guān)疾病的發(fā)病機制與治療干預機制。這些細胞系具有典型的形態(tài)和未分化狀態(tài)的標記，并且已經(jīng)通過(guò)基因技術(shù)驗證了BAX/BAK基因的敲除效果。

結論

hiPSC作為一類(lèi)具有廣泛應用前景的多能性干細胞，在疾病模型構建、藥物篩選及再生醫學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)重要作用。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，hiPSC的培養和應用將更加簡(jiǎn)便和高效，為科學(xué)研究和臨床治療帶來(lái)更多的可能性。