诱导多能干细胞（iPSC）能再分化成特定的细胞类型、组织和器官，联合基因编辑技术使用，可用于探索疾病发生的机制、开发新型有效的药物和细胞治疗等。赛业生物iPSC一站式体外技术服务平台，拥有成熟的重编程、基因编辑和体外分化技术，同时结合一站式表型分析平台，可为客户打造多种疾病应用场景的体外模型构建和检测服务。欢迎拨打400-680-8038或邮件至info@cyagen.com或点击侧边栏在线咨询联系我们。
iPSC体外疾病模型研究思路
使用iPSC体外疾病模型的优势
● 小鼠模型不能完全展现人类疾病的表型与发生机制，使用iPSC疾病模型更能模拟人类疾病的发生。
● 可创造遗传背景单一的细胞系，减少因遗传背景差异而导致的表型变异。
● iPSC在体外可无限扩增和定向分化，有利于大规模的药物筛选和替代较难获得的原代细胞系。
赛业生物iPSC一站式体外技术服务平台
iPSC重编程
iPSC基因编辑
iPSC定向分化
赛业生物拥有先进的体细胞重编程技术，可通过血液收集体细胞样本进行重编程，产生高质量的人iPS细胞，成功率高达99%。我们采用稳定的附加型质粒重编程方法，非整合，不影响下游实验；同时具有标准化操作流程兼容多种培养体系，可大规模生产高纯度细胞。
| 服务类型 | 服务项目 | 方法 | 服务内容 | 订购 |
|---|---|---|---|---|
| 体细胞建立iPS细胞系 | 重编程 | 附加型质粒 | 外周血来源iPS细胞系的建立 | |
| iPSC鉴定 | iPSC标志物检测 | 免疫荧光法 | 阳性标志物OCT-4/NANOG比例 | |
| 流式 | 阳性标志物SSEA-4/TRA-1-60比例 | |||
| 自我更新能力 | AP染色 | iPSC干性检测 | ||
| 基因组稳定性 | 核型分析 | 核型检测 | ||
| 细胞来源鉴别 | STR分型检测 | 与起始细胞同源性验证 | ||
| 分化潜能 | 三胚层分化 | 体外分化能力验证 | ||
| 畸胎瘤验证iPSC体内分化能力 | 体外分化能力验证 | |||
| 无外源基因整合 | PCR | 载体序列PCR检测 |
iPSC检测及功能鉴定细胞形态
核型检测
STR分型检测
细胞特异性标志物
流式检测
体外三胚层分化
畸胎瘤验证
随着基因编辑技术的进一步发展，对患者的诱导多能干细胞进行基因编辑，校正致病基因的突变并用于细胞治疗正成为转化医学和再生医学研究的热点。赛业生物拥有优化升级的iPSC基因编辑体系，递送载体HDR效率高达50%，转染效率>50%，转染活率>80%。
且由强大的AI算法赋能：罕见病数据中心（RDDC）开发的RNA剪接模型工具提供支持，可辅助筛选WB阴性克隆；基于Smart-CRISPR™细胞基因编辑系统，轻松实现基因敲除、基因敲入等多种策略，编辑效率高达90%。
| 类型 | 项目 | 交付标准 | 质控标准 | 周期 | 订购 |
|---|---|---|---|---|---|
| 基因编辑细胞系（iPSC） | 基因敲除（KO） | 单克隆细胞株，2管（10⁶细胞/管），实验报告 | PCR和测序， 免疫荧光 |
8周起 | |
| 定点突变（PM） | 12周起 | ||||
| 基因敲入（KI） | 12周起 | ||||
| 稳转细胞株（iPSC） | 干扰稳转株 | 稳转细胞株，2管/株（10⁶细胞/管），包含对照细胞株，实验报告 | qPCR， 免疫荧光 |
Cell Pool 9周起， 单克隆13周起 |
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| 过表达稳转株 | Cell Pool 8周起+基因合成， 单克隆12周起+基因合成 |
iPSC基因编辑服务案例通过基因编辑技术，在诱导性多能干细胞iPSC中的AAVS1位点敲入EGFP基因。如图所示，通过RNP法将sgRNA和donor转染到iPSC中，经过HDR途径将EGFP序列插入AAVS1位点。
图1. EGFP敲入方案设计
经过PCR和测序鉴定，确定获得在AAVS1位点敲入EGFP的纯合iPSC细胞系，荧光显微镜下观察到EGFP 100%表达。细胞培养后经G显带进行染色体核型分析，显示染色体数为46数目正常，染色体结构无明显异常。通过免疫荧光染色检测NANOG、OCT4和SOX2三个干性标记基因，均能检测出阳性信号，表明该敲入细胞具有干性。
| Marker | WT:762bp; KI:3194bp |
|---|---|
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图2. iPSC-EGFP KI琼脂糖凝胶电泳鉴定结果
注：引物设计策略为扩增整个EGFP及其所在基因组上下游的部分序列。无插入EGFP的带型为762bp，成功插入EGFP的带型为3194bp处。结果显示，4个单克隆在3194bp处出现条带，说明克隆成功插入EGFP，且为纯合克隆。
图3. iPSC-EGFP KI测序结果
图4. iPSC-EGFP KI纯合克隆荧光图片（EGFP在iPSC纯合克隆中100%表达）
图5. iPSC-EGFP KI核型分析（细胞培养后经G显带进行染色体核型分析，显示染色体数为46数目正常，染色体结构无明显异常）
图6. iPSC-EGFP免疫荧光-干性检测（通过免疫荧光染色，检测NANOG、OCT4和SOX2三个干性标记基因，均能检测出阳性信号，表明该敲入细胞具有干性）
定向分化即将iPSC通过特定的实验条件和细胞培养体系引导转化为目标类型的体细胞，如神经元、心肌细胞、肝细胞等，赛业生物能提供多种疾病模型构建及药物筛选平台，为广大研究人员提供优质的个性化定制服务。
| 项目 | 交付标准 | 质控标准 | 周期 | 订购 |
|---|---|---|---|---|
| 运动神经元分化 | 10⁷ 运动神经元前体细胞和成熟运动神经元分化试剂盒 | 免疫荧光（MNP Oligo2/MNs CHAT） | 6周起 | |
| CD34+分化 | 冻存细胞2管（10⁶细胞/管） | qPCR，流式，免疫荧光 | 3周起 | |
| NPC神经祖细胞分化 | 冻存细胞2管（10⁶细胞/管） | 免疫荧光（SOX2/PAX6/Nestin） | 2周起 | |
| RPE分化 | 10⁷ RPE前体细胞和RPE成熟分化试剂盒 | 免疫荧光（转录因子MiTF/成熟RPE ZO-1） | 5周起 | |
| 肝类器官分化 | 1管冻存肝类器官（1组-10个） | qPCR，流式，免疫荧光 | 8周起 |
神经干细胞（NPC）分化——神经疾病及药物模型
运动神经元（MN）分化——ALS等神经疾病及药物模型
造血干细胞（CD34+）分化——可用于血液谱系细胞分化如NK、T细胞等
iPSC技术服务特色
| 技术难点 | 赛业生物解决方案 |
|---|---|
| 重编程：早期的方法依赖逆转录病毒和慢病毒载体等，但可能存在病毒基因组整合导致转基因被重新激活的风险。 | 采用游离载体（附加型质粒）进行重编程，以此转录和表达多能干细胞基因，产生非整合的人iPS细胞，该方法的安全系数高于使用病毒载体。 |
| 细胞培养：培养条件苛刻，编辑过程容易分化，失去干性。 | 18年干细胞培养经验，拥有成熟的iPSC编辑和培养体系。通过赛业生物的培养体系，我们可培养出理想的iPSC集落：内部紧实、大小均匀且边缘清晰。 |
| iPSC基因编辑：不同个体和组织来源的iPSC差异较大，基因操作难度高。 | 成熟稳定的基因编辑平台，拥有上万例基因编辑项目经验，iPSC项目成功经验丰富： 1. 智能的Smart-CRISPR™细胞基因编辑系统：可科学设计高效率、低脱靶的gRNA。 2. 自研的α-donor载体HDR系统：HDR效率高达50%，远高于市面上的编辑效率，可实现无痕修复（footprint-free）。 3. 合适的转染条件：通过优化转染条件，转染效率>50%，活率高达80%。 4. RNP递送体系：选择RNP递送提升gRNA切割效率和转染细胞活率，降低脱靶效率，KO效率高达90%。 |
| 单克隆形成：单克隆化制备复杂，克隆形成率较低。 | 具备独特的单细胞筛选技术，单克隆形成率可达30%以上，通过筛选一轮即可获得足够的阳性克隆。 |
| 定向分化：不同来源iPSC细胞系之间存在分化能力和增殖速率的差异性。 | 通过优先选择与分化细胞类型更适配的iPSC，且在培养基和添加剂层面进行优化，大大提升其特异性和分化效率，有效降低未成熟或未分化的细胞比率。 |
