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誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)技術(shù)問(wèn)世以來(lái),干細(xì)胞生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)取得了巨大進(jìn)展。人類iPSCs已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在疾病建模、藥物發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞治療開(kāi)發(fā)等研究方向。在藥物發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用方向中,iPSC被迅速應(yīng)用于生成人類“培養(yǎng)皿中的疾病"模型,用于基于靶點(diǎn)和表型的藥物篩選中。iPSC來(lái)源于人體細(xì)胞、易于獲取、可擴(kuò)展并且能夠分化為幾乎任何所需的細(xì)胞類型,結(jié)合當(dāng)前火熱的細(xì)胞和基因治療、3D細(xì)胞及類器官模型的發(fā)展,其應(yīng)用空間及前景巨大。

iPSC衍生細(xì)胞應(yīng)用于藥物篩選及疾病模型建立1
由于iPSC衍生細(xì)胞需要數(shù)周時(shí)間進(jìn)行分化和成熟(例如神經(jīng)細(xì)胞等),如何大規(guī)模、穩(wěn)健、可重復(fù)的培養(yǎng)可用于高通量藥物篩選的成熟細(xì)胞并且對(duì)細(xì)胞進(jìn)行多參數(shù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)及檢測(cè)成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。隨著實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化儀器及系統(tǒng)的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)被應(yīng)用于細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程,以解決其培養(yǎng)周期長(zhǎng)、質(zhì)量不穩(wěn)定、容易污染等問(wèn)題。
細(xì)胞培養(yǎng)流程自動(dòng)化:
瑞孚迪(Revvity)開(kāi)發(fā)的explorer G3自動(dòng)化整合系統(tǒng),可用于工業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)iPSC衍生細(xì)胞。該平臺(tái)具有無(wú)菌層流罩,支持384孔板iPSC衍生細(xì)胞全自動(dòng)培養(yǎng),包括細(xì)胞接種、培養(yǎng)基更換、化合物處理以及表型篩選等。iPSC衍生細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中利用Celigo及Envision酶標(biāo)儀對(duì)其進(jìn)行污染、聚團(tuán)、細(xì)胞密度、匯合度等指標(biāo)的檢測(cè)。2

Revvity explorer G3自動(dòng)化整合系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息化:
iPSC衍生細(xì)胞的長(zhǎng)周期培養(yǎng)及藥物處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),例如樣本信息、化合物信息、細(xì)胞成像圖片、酶標(biāo)儀檢測(cè)數(shù)據(jù)等等。為了對(duì)培養(yǎng)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、追蹤及管理,瑞孚迪定制開(kāi)發(fā)了“Database XLII"數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息化。

Database XLII實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息化
數(shù)據(jù)分析可視化及決策自動(dòng)化:
對(duì)iPSC衍生細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析也是一件挑戰(zhàn)的工作,由于在培養(yǎng)過(guò)程中需要數(shù)據(jù)需要進(jìn)行整合分析,才能做出正確的決策。例如:iPSC培養(yǎng)過(guò)程中的污染及聚團(tuán)的檢測(cè),需要通過(guò)細(xì)胞成像、孔內(nèi)濁度及吸光值進(jìn)行聯(lián)合判定。為此,瑞孚迪將“Database XLII"數(shù)據(jù)庫(kù)與TIBCO Spotfire軟件進(jìn)行對(duì)接,將數(shù)據(jù)上傳到TIBCO Spotfire中進(jìn)行可視化分析, explorer G3自動(dòng)化整合系統(tǒng)根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行決策,對(duì)不同的細(xì)胞分別進(jìn)行處理,例如放棄后續(xù)試驗(yàn)、繼續(xù)培養(yǎng)、更換培養(yǎng)基、人工確認(rèn)等,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析可視化及決策自動(dòng)化。

TIBCO Spotfire可視化數(shù)據(jù)分析
瑞孚迪通過(guò)設(shè)計(jì)、搭建自動(dòng)化整合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了iPSC衍生細(xì)胞的長(zhǎng)周期自動(dòng)化培養(yǎng)并打通數(shù)據(jù)管理、分析及決策過(guò)程的壁壘,為客戶提供切實(shí)可行的解決方案。