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Stemcell | 新思路!从hiPSC高效量产Treg,无需血清和饲养层!

Stemcell | 新思路!从hiPSC高效量产Treg,无需血清和饲养层! 睿捷生物
2025-05-15
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导读:工程化自体T细胞疗法是肿瘤学领域研究的强有力工具,然而如何规模化生产这些目的细胞却极具挑战性。从具有自我更新

工程化自体T细胞疗法是肿瘤学领域研究的强有力工具,然而如何规模化生产这些目的细胞却极具挑战性。从具有自我更新能力的人诱导多能干细胞(hiPSC)中获取低免疫原性工程化T细胞是一种潜在解决方案。使用hiPSC作为起始材料具有众多优势,包括多重基因组编辑的便捷性、获取可自我更新且特性明确的细胞以及通过建立主细胞库(MCB)实现流程标准化;这对于获取分离难度大或数量较少的细胞类型(如调节性T细胞Treg)具有很高的应用潜力。


虽然目前已实现无饲养层培养临床级iPSC衍生CD8+ T细胞,但iPSC衍生CD4+ T和Treg细胞的分化则需要在人工胸腺类器官中培养小鼠基质细胞,这使其难以应用于临床开发


本期内容聚焦一篇最新研究1,研究者开发出独特的分化方案,借助STEMdiff™ T细胞试剂盒无血清和无饲养层条件下从hiPSCs规模化获取CD4+ T和功能性Treg细胞,这是首次成功应用该试剂盒实现CD4+单阳性(SP) T细胞往功能性Treg的转化。

研究流程概要图


研究思路及实验方案


研究者使用无血清和无饲养层细胞的培养方案,成功地从iPSCs中生成CD4+ T和Treg细胞,为开发iPSC来源的Treg细胞疗法提供潜在方案。

iPSCs的来源和培养

HSPCs的生成

利用无血清的STEMdiff™ APEL™2分化培养基和改良的EB(拟胚体)法,将iPSCs分化为HSPCs。

T细胞祖细胞的分化

  • 将HSPCs接种到含有Notch配体的淋巴系分化包被材料(LDCM)上,促进淋系祖细胞的分化;
  • 随后通过STEMdiff™ T细胞试剂盒进一步分化得到CD4+CD8+双阳性(DP)T细胞,此过程无需血清或饲养层细胞。

CD4 SP T细胞的生成

使用PMA/Ionomycin刺激DP T细胞,诱导其向CD4 SP T细胞分化,此过程无需血清或饲养层细胞,且能够以高效率生成CD4 SP T细胞。

功能性Tregs的生成

使用TGFβ、ATRA、IL-2、ImmunoCult™ 人Treg分化添加物以及ImmunoCult™ 人CD3/CD28/CD2 T细胞激活剂处理CD4 SP T细胞,将其转化为FOXP3+ Tregs,此过程无需血清或饲养层细胞,且能够生成具有典型特征、转录组和功能的Tregs。

研究过程中关键工具


在本研究中,从细胞重编程、iPSC培养到诱导分化为目的细胞Tregs等实验流程中,研究人员使用了多款STEMCELL明星产品。




细胞重编程

ReproTeSR™重编程培养基(产品号 #05926),可用于重编程过程中生成iPSCs;

细胞培养

mTeSR™1培养基(产品号 #85850),成分确定、不含血清,依据cGMP标准生产,用于hESC和hiPSC的培养;

细胞解离

温和细胞解离试剂GCDR(产品号 #100-0485),不含酶,用于将hPSC解离为细胞聚集体或单细胞悬液;

HSPCs生成

STEMdiff™ APEL™2分化培养基(产品号 #05270),成分确定、无血清且无动物源成分,用于将iPSCs分化为造血干祖细胞(HSPCs);

CD4+CD8+ DP T细胞生成

STEMdiff™ T细胞试剂盒(产品号 #100-0194),可将hPSCs分化为CD4+CD8+ DP 的T细胞,无需饲养层和血清,也可根据实验目的将 DP T细胞成熟化为CD8+ SP T细胞;

Tregs生成

ImmunoCult™ 人Treg分化添加物(产品号 #10977)和ImmunoCult™ 人CD3/CD28/CD2 T细胞激活剂(产品号 #10970)等将CD4 SP T细胞转化为FOXP3+ Tregs。

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iPSC衍生细胞的分子特征


为了确定iPSC衍生细胞与其原代细胞之间的相似性,研究者分析了5个细胞样本:iPSC-Tregs、原代Tregs、iTregs(诱导性Treg)、iPSC-CD4 SP T以及原代CD4 Tconvs(常规T细胞)。
图1 iPSC-CD4SP T细胞和iPSC-Tregs的单细胞基因表达分析


通过层次聚类对5个样本中的差异表达基因进行全局比较显示,iPSC-CD4 SP T细胞的转录谱与原代CD4 Tconv更相似(图1A);另外,研究者检测了样本中核心Treg基因标记的表达(图1D),结果发现iPSC-Treg与原代Treg和iTreg相似,但在基因表达方面存在一些差异,例如FOXP3和CTLA4表达上调, TNFRSF1B表达下调。


iPSC衍生细胞的功能评估


研究者用CD3/CD28/CD2激活剂激活iPSC-CD4 SP T细胞,在24小时和48小时观察到激活标志物CD25和PD-1的表达增加。激活后的 iPSC-CD4 SP T细胞分泌IL-2、TNF-α、IL-4和IL-10,但不分泌IFN-γ。

图2 激活的iPSC-CD4 SP T细胞和iPSC-Treg的表征

为了确定激活后iPSC-Treg的抑制功能,将细胞与活化的原代Tconv共培养,并通过流式细胞术分析测量其增殖。结果发现,激活后iPSC-Treg与Tconv比例为1:1时可有效抑制Tconv扩增

总结


在本研究中,研究者描述了一种生成功能稳定的iPSC衍生Treg和CD4 SP T细胞的方案,可有效避免使用异种材料引起的不一致性和安全性问题。生成的iPSC-Tregs在表型、转录和功能方面与原代Tregs具有高度的相似性,这表明iPSCs可以作为原代Tregs的替代来源,用于Treg细胞疗法的开发

在本研究中,研究者创新性地使用STEMdiff T细胞试剂盒将CD4 SP T细胞转化为功能性Treg细胞,全程未使用血清以及饲养层细胞,为规模化生产Treg提供了全新的研究思路。

如您对研究过程中所使用的试剂盒及培养基感兴趣,可点击此处直接与我们取得联系。

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* 请勾选调节T细胞


参考文献

1. Fong H, Mendel M, Jascur J, et al. A serum- and feeder-free system to generate CD4 and regulatory T cells from human iPSCs. Stem Cells. 2025;43(3):sxaf001. doi:10.1093/stmcls/sxaf001



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