
人血細胞化學重編程誘導人多能干細胞試劑盒上新
多能干細胞是疾病模型構建、藥物篩選、再生醫學研究的核心工具。傳統 OSKM 病毒/質粒誘導iPS細胞普遍存在外源基因插入、操作流程復雜、誘導效率低、實驗重復性差等難題,且基于轉錄因子的方法在血細胞重編程中還存在一定局限,例如基于仙臺病毒(sendai virus)和附加體載體(episomal vectors)的重編程方法,在血液細胞上誘導效率較低,且需要將已建立的細胞系進行多次傳代,以消除外源重編程因子,才能用于進一步的應用。
BeiCell™人血細胞化學重編程試劑盒(貨號:BCTCiPS-003)源自北大鄧宏魁院士團隊 2025 年《Cell Stem Cell》原創核心化學重編程技術,依托分級化學小分子培養液,直接以外周血、臍帶血、甚至微量指尖血的單核細胞為起始材料,僅使用小分子組合實現人化學誘導多能干細胞(hCiPS)制備,全程無需病毒、質粒載體,操作簡化、批間穩定,適配各類疾病類器官建模、小分子藥物體外篩選、細胞發育機制研究,尤其適合罕見病研究,僅依靠微創采血,即可獲取患者遺傳背景純凈的多能干細胞,解決罕見病病變組織極難獲取的現實痛點。

一、技術背景:
多能干細胞(Pluripotent stem cells)具有自我更新及分化成不同功能細胞的潛力,是再生醫學的核心種子細胞。化學重編程技術是一種新型的細胞命運重編程方法,它利用化學小分子組合來精準操控細胞命運,為多能干細胞的制備提供了全新的途徑。2022年,鄧宏魁團隊成功將該技術應用于人體細胞,制備了化學誘導人多能干細胞(hCiPS細胞),這一突破為化學重編程技術應用于人體疾病治療奠定了基礎(Nature, 2022)。
盡管在人體細胞化學重編程領域取得了諸多進展,但仍然存在一個重要挑戰:尋找理想的用于重編程的人體細胞來源。皮膚成纖維細胞和脂肪基質細胞雖為常用來源,但其他類型的體細胞——特別是人類血細胞——能否通過化學重編程成功轉化為hCiPS細胞,此前仍是未知數。與其它體細胞類型相比,血液細胞是最易獲取、便捷且近乎無限的組織來源。采血程序成熟、不易污染且對患者和捐獻者侵入性小。更重要的是,血庫中儲存著大量可用于研究和應用的凍存血液樣本。因此,開發一種能夠從血液細胞穩定、高效制備hCiPS細胞的化學重編程策略具有重要的意義,這將克服現有化學重編程技術的局限,促進其在個體化再生醫學中的廣泛應用。

本研究中,團隊成功克服了化學重編程技術的關鍵挑戰,建立了將人臍帶血和成人外周血細胞重編程為hCiPS細胞的方法。這一新型化學重編程體系,可以在20天內誘導單孔數百個hCiPS克隆的產生,最快僅需12天誘導。同時,該技術方案還可以穩定地從冷凍保存的血細胞誘導獲得hCiPS細胞,為利用大型外周血庫和臍帶血庫規模化制備hCiPS細胞系奠定了基礎。值得注意的是,團隊還成功建立了基于少量指尖采血獲得的細胞重編程為hCiPS細胞的體系,為大規模構建hCiPS細胞庫提供了一種簡單高效的策略。血液重編程方法顯著地拓展了化學重編程技術的應用范圍,實現了從人體最易獲取的組織樣本中高效制備hCiPS細胞。
二、五大核心技術優勢
1. 全程無外源基因整合,細胞遺傳背景純凈可靠
傳統病毒、質粒體系會向細胞基因組插入外源轉錄因子,易引發基因突變、印記紊亂,分化形成的類器官易出現異常增殖、病理表型失真,干擾實驗結果判定。
本試劑盒僅通過小分子化合物自由穿透細胞膜,調控細胞表觀遺傳與發育通路,無任何外源核酸導入。全外顯子測序驗證,本體系制備的 hCiPS 新發突變水平與人胚胎干細胞持平,基因組穩定性優異,分化得到的肝臟、神經類器官病理特征貼合人體真實生理狀態,實驗數據可信度高,滿足機制研究、藥物評價的數據規范要求。
2. 血液無創取材,樣本獲取便捷
原料適配外周靜脈血、臍帶血,無需皮膚、脂肪穿刺等有創組織取樣,樣本采集舒適度高,人體受試接受度更強。同時凍存多年血液樣本仍可順利完成重編程,依托常規血液樣本即可開展體外細胞模型構建,大幅降低樣本獲取門檻。
3. 預配分級培養液,操作極簡,適配高通量自動化培養
全套 A1/A2/B/C/D/E 六階段專用培養液預先完成小分子配比與嚴格質控,無需實驗室自行摸索、配制復合小分子組合。整套實驗僅需定時換液、基礎細胞傳代操作,省去病毒包裝、質粒轉染、載體純化等復雜高難度步驟。標準化流程可直接對接全自動細胞培養工作站,一次性批量處理大量血液樣本,同步誘導多批次類器官,實現高通量體外建模與藥物篩選。
4. 試劑批間差異極低,類器官實驗重復性大幅提升
試劑盒所有原料、小分子配比統一規模化生產質控,不同批次試劑性能高度均一。無論是新鮮血液、長期凍存血液,或是不同操作人員開展實驗,均可穩定獲得高純度 OCT4、NANOG 陽性多能干細胞;分化生成的肝臟、神經、胰島類細胞形態、功能特征波動極小,解決類器官實驗重復性差的核心痛點,適合長期藥物干預、細胞分化追蹤等長效實驗。
5. 完整三胚層分化潛能,覆蓋主流疾病類器官構建
頂刊數據證實血液來源 hCiPS 具備完整三胚層分化能力,可定向分化成多種功能細胞,搭建各類疾病體外類器官模型,如肝臟類器官、神經類器官、胰島、心血管類器官等等。
三、化學重編程完整流程
人血細胞化學重編程是一種無需病毒或質粒載體感染/轉染等復雜技術的細胞重編程方法。僅通過分階段更換特定培養液、細胞觀察和傳代等操作,即可將人外周血、臍帶血等血液來源的單個核細胞(PBMC、CBMC等)誘導為人CiPS細胞,主要流程如下:

EPC培養(EPC培養液)
第一階段誘導(培養液A1 3.0和培養液A2 3.0)
第二階段誘導(培養液B 3.0)
第三階段誘導(培養液C 3.0,培養液D 3.0和培養液E 3.0)
單細胞傳代(培養液F 3.0)
配套各階段標準細胞鏡檢圖譜,直觀判斷細胞發育狀態,降低人為操作判斷誤差。

四、核心科研應用場景
1 各類人源疾病類器官體外模型構建;
2 藥物體外藥效、作用機制篩選評價;
3 體細胞表觀重編程、細胞命運調控基礎機制研究;
4 凍存血液樣本二次開發,低成本制備體外干細胞模型。