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iPSC疗法新纪元:从解决“体内存活”到“规模化生产”的双重突破
2026-07-21 18:51:30
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  (来源:ACROBiosystems官方)

  诱导多能干细胞(iPSC)技术正以前所未有的速度推动再生医学的边界。然而,在从实验室走向临床应用的转化过程中,行业仍然面临很多瓶颈。近期发表在顶级期刊的两项突破性研究,分别针对“体内研究”和“规模化生产”两个阶段给出了极具转化潜力的解决方案,标志着iPSC衍生细胞疗法进入了一个全新的精准调控阶段。

  攻克胰岛移植的“缺氧魔咒”——代谢预适应策略

  针对1型糖尿病的干细胞衍生胰岛(SC-islet)移植,虽然前景广阔,但移植初期由于血管网络中断导致的严重缺氧,会造成超过50%的移植细胞在早期死亡或失能。更矛盾的是,缺氧本该诱导VEGFA表达以促进血管生成,但β细胞极端脆弱,缺氧反而抑制其VEGFA表达并诱发凋亡,形成“缺血-失能”的恶性循环。

  近日,在Cell Stem Cell发表的Pre-adaptation of Stem Cell-Derived Islet Organoids to Hypoxia via Zinc Transportation Inhibition Drives Angiogenesis这项研究另辟蹊径,不再被动构建血管支架,而是通过“驯化”细胞本身来主动适应恶劣环境。研究团队发现,干细胞分化为胰岛β细胞过程中存在锌离子过度累积,这会诱导活性氧(ROS)升高并氧化关键能量感受器AMPK,导致细胞成熟度低且不耐缺氧。

  团队通过小分子化合物SU6656抑制锌转运蛋白(ZnT8),激活了AMPK信号通路。这一“代谢预适应”策略实现了三重功效:

  •   促成熟:显著提升胰岛素的颗粒密度和葡萄糖刺激的胰岛素分泌能力。

  •   抗缺氧:降低HIF1A表达,减少缺氧应激下的细胞凋亡。

  •   促血管化:通过非HIF1A依赖途径(ETS1)上调VEGFA,主动“召唤”血管生成。

  在糖尿病小鼠和非人灵长类模型中,预处理过的胰岛类器官展现出了更快的血糖恢复速度和更高的移植物存活率。这证明了通过调节细胞内在代谢通路(锌-AMPK轴)是解决移植早期失败的高效手段。该研究为细胞治疗提供了全新的“预处理”范式。未来,针对不同靶器官的iPSC衍生物,寻找并调控其特异性的“代谢检查点”,可能是提升疗效的通用策略。

  首款进入临床的肌肉干细胞产品——GMP生产的里程碑

  尽管iPSC技术日新月异,但目前绝大多数iPSC疗法集中于终末分化细胞(如视网膜细胞、心肌细胞),尚无任何iPSC来源的组织特异性干细胞产品获批临床用于肌肉再生。对于杜氏肌营养不良症(DMD)等疾病,理想的疗法不仅要补充肌纤维,更需重建具有自我更新能力的“肌肉干细胞池”。此外,从实验室级到GMP级的大规模、高纯度、低成本生产,是横亘在iPSC药物申报面前的巨大鸿沟。

  明尼苏达大学团队在Molecular Therapy上发表的临床前研究Preclinical quality, safety, and efficacy of a CGMP iPSC-derived myogenic progenitor product for the treatment of muscular dystrophies展示了名为MyoPAXon的GMP级iPSC来源肌源性祖细胞的完整开发流程。

  这项研究通过创新的可诱导系统,利用Tet-On条件性表达PAX7,在特定发育窗口期内实现肌源性祖细胞的高效扩增与定向分化,从而解决了肌肉干细胞在体外大规模培养过程中易分化、难维持的难题;同时,研究团队构建了从主细胞库到工作细胞库再到终产品的稳健GMP生产体系,仅一个MCB小瓶即可最终产出约55万亿个细胞,且经由CD54分选获得极高纯度的产品,彻底消除了致瘤性隐患。在DMD小鼠与食蟹猴模型中,MyoPAXon不仅能够直接参与形成表达Dystrophin的健康肌纤维,更成功定植了PAX7阳性的肌肉卫星干细胞,证实了其兼具即时修复与长期自我更新的双重再生潜力。

  MyoPAXon已获FDA批准开展首次人体临床试验(NCT06692426),这是首个进入临床的iPSC衍生肌肉干细胞产品。其详尽的GLP安全性数据、VCN分析和长达一年以上的持久性验证,为后续其他iPSC来源的干细胞疗法(如神经干细胞、造血干细胞)的IND申报提供了宝贵的标准化范本。

  高质量Activin A、KGF等助力iPSC疗法从实验室到临床

  前沿研究的突破离不开稳定、高质量的原料支持。ACROBiosystems百普赛斯凭借强大的细胞培养平台,在严格的GMP质量管理体系下自主研发的Activin AKGFBetacellulin(BTC)FGF basic等产品旨在支持大规模的干细胞向内胚层的分化,包括β胰岛细胞及其他细胞类型。凭借稳定的产品工艺,目前已助力多家iPSC企业开发iPSC到T/NK等免疫细胞、功能性胰岛细胞、神经细胞、心肌细胞、视网膜上皮细胞等工艺,并成功用于临床生产中。

  同时,作为细胞治疗领域创新解决方案的提供者,公司依托具有完全自主知识产权的先进AI蛋白质设计平台,通过对热稳定蛋白和高活性蛋白的改造,帮助客户实现更稳健、规模可放大且成本可控的生产工艺,目前已推出AI改造的FGF basicActivin A等产品,进一步加速iPSC疗法的研究与转化进程。

  特色产品验证数据

  •   GMP级Activin A促进内胚层分化

  Activin A (Cat. No. GMP-ACAH37) could effectively induce the endoderm differentiation by FOXA2 and SOX17 expression in immunofluorescence and FACS.

  •   GMP级KGF促进胰腺祖细胞分化

  KGF (Cat. No. GMP-FG7H35) could promote iPSC differentiation into pancreatic progenitor cells, with high expression of PDX1 and SOX9.

  •   Activin A、KGF、BTC等联合作用,高效诱导iPSC分化为功能性成熟胰岛细胞

  Activin A (Cat. No. GMP-ACAH37), KGF (Cat. No. GMP-FG7H35), FGFb (Cat. No. GMP-FGCH17) and Betacellulin (Cat. No. BEN-H5116) coating with Laminin 521 (Cat. No. GMP-LA5H24) could promote iPSC differentiation into mature islet cells in 32 days with the composition of insulin - producing beta cells, glucagon - secreting alpha cells marked by GCG, and HEK - derived delta cells marked by SST, optimized to replicate native islet function for effective glucose regulation.

  (A) Insulin secretion of islet cells after 35 days of differentiation. (B) Glucose-stimulated insulin secretion of islet cells differentiation. Islets differentiated for 35 days exhibit detectable secretory function, as confirmed by a glucose stimulation assay which demonstrates their fundamental glucose-responsive capability.

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