优化从人类诱导多能干细胞中分化功能性血小板的方法

《Stem Cell Reviews and Reports》：Optimizing the Method for Differentiation of Functional Platelets from Human Induced Pluripotent Stem Cells

全球血小板短缺背景下，本研究通过优化分化方案（ODS）提升人诱导多能干细胞（iPSCs）体外血小板生成效率。方法包括提高胚胎体（EB）起始剂量、优化无血清培养基（含血小板裂解液）、以小分子药物740Y-P替代SCF、但兹酰胺替代TPO，并联合blebbistatin和616452增强多倍体巨核细胞成熟。结果显著缩短分化周期至19天，单iPSC产血小板数达14.9个，较传统方法提高成本效率58.3%。该方案为干细胞血小板制备提供新策略，适用于细胞治疗与基因编辑领域。

　　

摘要

目的

全球血小板短缺给医疗保健带来了重大挑战。尽管人类诱导多能干细胞（hiPSCs）为体外血小板生产提供了可再生的来源，但目前的方法仍受到细胞异质性、产量低和成本高的限制。本研究介绍了一种优化的分化方案（ODS），以改善从hiPSCs体外分化血小板的效果。

方法

我们开发了一种系统优化的培养方案，包括：（1）增加初始胚胎体（EB）细胞的剂量；（2）改进培养基；（3）用小分子替代细胞因子；（4）通过添加小分子来促进巨核细胞（MK）的多倍体化。通过显微镜观察、细胞计数、流式细胞术、Wright-Giemsa染色、免疫荧光（IF）和透射电子显微镜（TEM）评估了该方案的可行性和有效性。

结果

增加初始EB细胞数量显著促进了巨核细胞的生成并加快了分化过程。添加了人血小板裂解物（HPL）的无血清培养基有利于巨核细胞的生成。小分子740Y-P和丁氨酰胺能够有效替代SCF和TPO用于分化过程，而blebbistatin与616452的联合使用则增强了巨核细胞的成熟。成熟的巨核细胞持续生成功能性血小板，这些血小板在凝血酶激活后能够在体外促进纤维蛋白凝块的形成和收缩。该方法将分化时间缩短至19天，每個iPSC产生的CD41?巨核细胞数量增加到1.42个，血小板数量增加到14.9个，并使成本降低了58.3%。

结论

我们建立了一种通过hiPSC分化生产血小板的成本效益策略，该策略在细胞治疗和基因编辑领域具有潜在应用价值。

图形摘要