¶ 规模化扩增诱导多能干细胞
诱导性多能干细胞的规模化扩增技术，其核心目标是在体外高效、稳定地增殖iPSCs
¶ 规模化扩增诱导多能干细胞
本文探讨了诱导多能干细胞（iPSCs）在生物医学应用中的使用，重点关注毒性测试。作者详细介绍了使用CERO 3D 悬浮培养平台和台式生物反应器进行可扩展iPSC生产的策略。此外，他们还强调了在可扩展分化协议方面的最新进展，以生成心脏、神经和肝脏谱系，扩展了研究和治疗开发的工具箱。
“在三维培养条件下培养和扩展iPSCs。A：3D悬浮培养的工作流程选项。A1：iPSC团块被接种在涂有Matrigel™的海藻酸盐微载体上。A2：iPSC单细胞被接种在涂有Matrigel™的海藻酸盐微载体上。”
中等培养基中添加10 µM Y-27632。A3：iPSC单细胞悬液在ROCK抑制剂Y-27632的支持下形成聚集体。B：以团块和单个细胞培养的细胞形态。
在涂有Matrigel™的海藻酸盐微载体（MC）上的细胞以及作为聚集体。细胞系UKBi005-A用于微载体方法，细胞系BIONi010-C用于聚集体方法。比例尺= 500 µm。
参考文献： Keong Kwok et. al. (2022) Scalable expansion of iPSC and their derivatives across multiple lineages, Reprod Toxicol. 2022 May 17;S0890-6238(22)00068-5.
¶ 规模化生产小胶质细胞
本研究采用CERO 3D培养箱与生物反应器，实现了从人诱导多能干细胞（iPSCs）大规模生产类胚体（embryoid bodies），并对其与含有iPSC衍生小胶质细胞（iPSdMiG）的皮质球（cortical spheroids）进行了为期1至4周的共培养。该研究提出了一种体外分化方法，可规模化生产并冷冻保存iPSdMiG。这些iPSdMiG的转录组特征与成年人小胶质细胞高度相似，表达关键小胶质细胞标志物，且具备细胞因子分泌、吞噬作用和活性氧（ROS）生成等核心功能，因此成为神经共培养模型中理想的整合细胞类型。
示意图说明：iPSdMiG的可扩展生产工艺
本示意图展示了通过拟胚体（EBs）的可扩展生产工艺生成iPSdMiG的过程，具体包括以下步骤：
- 拟胚体制备：通过可扩展生产工艺生成具有双重分化潜能的拟胚体（EBs），其定向分化为原始造血细胞和早期神经前体细胞。
- 网状大载体扩增：将拟胚体转移至网状大载体（mesh macrocarriers）表面进行规模化扩增培养。
- 小胶质细胞持续收获：从分化第6周起至第12周期间，可连续收获成熟小胶质细胞。
图示说明：iPSdMiG迁移与形态学分析
C. 代表性免疫荧光成像
显示iPSdMiG（IBA1标记，红色）迁移并均匀分布于3D皮质球体（TUBB3标记，绿色）中；细胞核以DAPI染色（蓝色）。比例尺=500 μm。
D. 高倍放大成像
揭示共培养4周后，整合的iPSdMiG（IBA1标记，红色）呈现分支状形态；3D皮质球体神经元以TUBB3标记（绿色）。比例尺=100 μm。
参考文献：Mathews等（2022）《通过模拟神经外胚层暴露造血祖细胞实现可扩展生产可冷冻保存的诱导多能干细胞来源人小胶质细胞》. Stem Cell Reviews and Reports
¶ 实现高效且可扩展的干细胞治疗
本研究证实了CERO 3D系统在培养及分化人类诱导多能干细胞（iPSCs）至神经谱系中的成功应用。通过批量冷冻保存iPSCs，并在CERO 3D生物反应器中进行扩增与分化，为治疗应用的大规模干细胞生产提供了一种前景广阔的方法。这项技术有望加速创新性、成本效益高的干细胞疗法的开发进程。
UKKi011-A与BIONi010-C-41细胞在可扩展生物反应器中接种前后的形态学分析
(A) 工作流程简图
hiPSC系UKKi011-A与BIONi010-C-41通过慢速冷冻法保存于冻存管（1 mL，总细胞数2 × 10^7个）及冻存袋（50 mL，总细胞数1 × 10^9个），密度为2 × 10^7个细胞/mL。解冻后直接接种至CERO 3D悬浮生物反应器（= 干性维持）。
(B) 二维培养条件下冻存前细胞形态的相差显微镜图像
比例尺=200 μm。
(C) 悬浮生物反应器中球体形态的代表性相差显微镜图像
- 非冷冻样本：接种后第1天与第3天的UKKi011-A球体形态。
- 冷冻样本：冻存管与冻存袋保存的样本解冻后第1天与第3天的球体形态。
比例尺=500 μm。
参考文献：Meiser等人（2023）《基于冻存袋的大规模人诱导多能干细胞批量冷冻保存及直接接种于可扩展悬浮生物反应器实现扩增与神经分化》，Cells，2023年7月；12(14)。
¶ 更多内容
CERO 3D培养箱与生物反应器
CERO 3D培养箱与生物反应器为生物样本库、基于细胞的药物研发、毒性测试及再生医学领域的干细胞扩增项目提供规模化与自动化平台解决方案，显著简化操作流程并降低成本。该设备是专为3D细胞培养设计的专用培养箱，支持细胞在更接近生理状态的环境中生长，较传统2D培养具有显著优势。
¶ 核心特性
- 无微载体培养：避免传统微载体对细胞行为的干扰。
- 多能性长期稳定：支持多代次扩增仍维持干细胞的未分化状态。
- 操作便捷性：模块化设计简化系统搭建，流程标准化易上手。
- 自由悬浮3D聚集体：细胞自主形成均质球体，避免贴壁依赖性限制。
- 三胚层分化潜能：可定向分化为外胚层、中胚层及内胚层衍生细胞类型。
- 均质化培养体系：iPSC与ESC聚集体形态及功能高度一致，批次间差异小。
多能干细胞培养与应用
多能干细胞以单细胞形式直接接种至CERO管中，通过自聚集形成均质细胞簇，支持多代次扩增培养。该技术每日仅需约2分钟手动操作时间，即可实现显著的生物量增长。
生成的3D干细胞聚集体可直接用于分化应用（如类器官构建）或3D/2D检测开发，适配多种下游研究场景。
人iPSC在CERO 3D培养箱和生物反应器中扩增后,测试其多能性。
人类iPSC在CERO 3D培养箱和生物反应器中扩增后，在三胚层中进行分化测试。
参考文献：Pluripotent stem cells expanded in CERO 3D (former name “BioLevitator”) will maintain pluripotency and can be differentiated into all 3 germ layers, as described by Elanzev et. al. 2015; Biotechnol. J. 2015, 10, 1589–1599:
原文翻译：Scalable expansion of iPSC and their derivatives across multiple lineages