再生医学

再生医学是一个以开发替代/修复/治疗病变或损伤组织和器官的细胞疗法作为研究重点的医学领域。干细胞因其能够分化为多种细胞类型而被广泛采用。不论多能干细胞,如间充质干细胞(MSC),抑或胚胎干细胞(ESC)和诱导性多能干细胞(iPSC),都在细胞制造疗法中得以使用。

由此,干细胞的可靠培养、分化和应用对再生医学而言意义重大。干细胞的规模化“细胞制造”依赖使用光学显微镜定量判定和评估与培养状态和培养质量有关的关键指标。这些指标可包括增殖率、细胞群落形成特性、形态特征等。

再生医学产品

斩获大奖的尼康ECLIPSE Ts2和Ts2-FL倒置显微镜是为日常细胞培养工作专门设计的紧凑型倒置显微镜。Ts2-FL不仅继承了Ts2的全部特点,还内置有基于LED的落射荧光。这两款显微镜已成为越来越多的日常细胞培养工作的选择并在除生产之外的基础研究领域得到日益广泛的应用。

●: 包含, ⚬: 选配

ECLIPSE Ts2倒置显微镜
透射照明光源 蓝色LED激发白色荧光粉
位置控制 手动
相机集成 自由选择(选配)
兼容孔板、培养皿和培养瓶 yes
兼容汽化过氧化氢灭菌 no
适合细胞生产机构 no
兼容多种成像方式 ECLIPSE Ts2
明场 yes
宽场荧光 TS2-FL
尼康浮雕对比 yes
相差 yes

关于再生医学

掩模图像
相差图像

运用细胞分析模块创建相差数据中存在的iPSC群落的掩模图像,可测量群落数量及其各自的面积。

从细胞培养到细胞生产

以生产治疗产品为目标的细胞培养/生产与学术或基础研究中的常规细胞培养截然不同。医疗保健和制药行业中的细胞生产不仅要求更高水平的质量控制和工作效率,还受到明显更多的监管。既符合规定标准又不断降低成本的优质产品的可预期生产是医药领域的不懈追求。

运用图像分析提供决策信息有助于排除可预期生产中面临的最大障碍之一——对操作人员的依赖,因为人的可变性是天生存在的,即便经验丰富的操作人员也是如此。可运用定量图像分析技术检验定量方法,例如“接种后摇晃器皿三遍”,使之正规化。

工程化3D干细胞衍生系统已经开始被应用在患者移植上面,例如培养的皮肤移植。更复杂的细胞系统的临床测试正在进行中。最终目标是培养出功能完整的复杂器官,如心脏。需要指出的是,3D工程化组织,包括各种类器官,也在朝药物研发测试的方向应用。有关该应用的更多信息,可点击浏览尼康的“药物研发解决方案”页面。

减小对敏感细胞培养的扰动

各种细胞类型在体外培养,包括刚从组织中得到的原生细胞、永生细胞系和干细胞。永生细胞系(常用于基础生物学研究)的培养能够承受严重不良影响,如接种密度不当、长时间放在培养箱之外等。因干细胞对扰动表现得更为敏感,所以在使用干细胞,尤其以治疗目的而培养的干细胞时,一定要严密关注其培养条件。

光毒性也是一个问题。为此,通常倾向于选择低照明强度技术(如相差)。荧光标记是一种侵入性操作,而荧光成像可能具有光毒性。

Cell x Image Lab – 助力细胞培养成功的资源网站

支持再生医学领域是尼康医疗事业部的战略目标之一。为此,我们专门搭建了Cell x Image Lab网站,详细描述如何利用显微成像和分析给细胞培养过程和步骤带来量化优势——提高细胞生产的成功率和可再现性。成像和分析对质量保证和开发新过程和方法也能提供巨大帮助。

Cell x Image Lab网站由包含该领域基本信息的简介部分和若干详细描述对细胞培养和生产应用具体成像和分析的案例研究部分组成。

词汇表

位置控制
指使用电动系统组件移动样本或扫描位置的能力,例如使用电动Z轴移动物镜和对应的焦平面。
兼容多种成像方式
相差是细胞培养和细胞生产的标准成像方式,不过有时也需要其他技术(如荧光)。
兼容孔板、培养皿和培养瓶
孔板、培养皿和培养瓶是常见的细胞培养器皿。该类别是指可用在尼康载物台/插件的标准尺寸的器皿。
兼容汽化过氧化氢灭菌
汽化过氧化氢灭菌是密闭空间灭菌的行业标准。该标准广泛应用于医院和其他医疗机构。
相机集成
尼康可提供多种相机选择,包括彩色高速相机和单色CMOS相机。
适合细胞生产机构
是指系统能否开展细胞生产机构中采用的常见实验类型(例如干细胞群落识别)。
透射照明光源
透射光成像方式的光源通常采用发光二极管(LED)或卤素灯。LED明亮且环保,也更为节能。