自从2012诺贝尔生理学或医学奖颁发给“体细胞重编程”技术以后，干细胞领域的应用研究直接被按下了“加速键”。在大量高质量研究的加持下，我们已跑步进入“细胞治疗”时代。

干细胞是一组可以自我更新并具有多种分化能力的细胞。2012年诺贝尔生理学或医学奖得主山中伸弥于 2006 年首次实现了将体细胞转化为多能干细胞的方法，自此拉开了干细胞治疗的序幕。

干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。根据分化潜能，干细胞可分为全能干细胞（如：受精卵），多能干细胞（如：胚胎干细胞）和单能干细胞（如：神经干细胞）。

目前干细胞的临床应用可概括为四个方面：疾病模型研究、再生治疗、药物开发、干细胞靶向治疗[1]。

从上世纪60年代以来，研究人员便一直致力于开展干细胞治疗的研究，并相继在帕金森病、亨廷顿病、杜氏肌营养不良症、范可尼贫血和甲型血友病等疾病上取得了一定的成功。干细胞治疗的另一种策略是激活成体干细胞的增殖和分化潜能，例如改变促红细胞生成素祖细胞的活性。

Fig.1 An overview of different approaches to disease modelling is shown[2].

此外，干细胞还可以构建特定的疾病模型，在疾病研究和新药开发中具有广阔的应用前景。这些疾病模型包括肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病。这些疾病模型主要由诱导多能干细胞（iPSC）完成。近年来，随着iPSC技术逐渐成熟，研究人员可以基于不同的多能人类干细胞建立疾病/患者特异性模型，精准探究人类疾病机制和开发治疗性药物。

前文我们已经讲到干细胞构建疾病模型的巨大优势，而构建完成的疾病模型又在药物临床前研究中具有重要的意义。其可以模拟药物在体内的吸收、分布、代谢、利用的情况，有利于评估药物的药理作用、药物在体内的药代动力学和临床疗效[3]。

Fig.2 A schematic diagram of a possible approach to using a stem cell-based system in a drug discovery campaign[4].

干细胞在筛选药物先导、测试候选药物的功效和安全性以及选择患者群体进行临床测试方面具有许多得天独厚的优势，并可以大大降低药物研发的成本和周期。

作为一名科研人员，我们应当如何把握住这炙手可热的“超级热点”呢？

俗话说得好：工欲善其事，必先利其器！一项好的研究展开或者临床应用开发是离不开最基础的科研条件，包括且不限于高精准的仪器支持、良好的试剂供应、科学合理的实验方案制定等等。

Fig.3 google scholar search results

在我们对干细胞相关研究文献的搜集分析过程中，我们看到赛默飞干细胞相关产品的高频出镜率。在某学术搜索对近5年以“Stem Cell  Thermo Fisher”为关键词的搜索结果中我们可以看到有19900篇结果，展现了赛默飞干细胞系列产品的良好市场表现。

Fig.4 Cell Stem Cell doi: 10.1016/j.stem.2021.04.031.

2021年，一篇发表于干细胞Top杂志Cell Stem Cell的题为《Naive stem cell blastocyst model captures human embryo lineage segregation》文章中就使用了多达14种赛默飞干细胞系列产品，包括Geltrex (0.5μL per cm2 surface area, Thermo Fisher Scientific, A1413302,)、TrypLE™ Express Enzyme、Donkey anti- Mouse Alexa Fluor 647等等[5]。这些高质量的产品为研究人员的高质量成果发表提供了保证。

Fig.5 Nature doi: 10.1038/s41586-022-04613-4.

无独有偶，2022年，一篇发表于Nature杂志的题为《Generation of 3D lacrimal gland organoids from human pluripotent stem cells》文章中，研究人员使用了多达16种赛默飞干细胞系列产品从人类多能干细胞开发了3D 泪腺类器官，这些类器官在形态、免疫标记特征和基因表达模式的基础上表现出与天然泪腺的诸多相似之处，并且在移植到受体大鼠的眼睛附近时经历功能成熟，形成腔空并产生泪膜蛋白[6]。

从大量的高质量发表文献中，我们看到在不同方向的干细胞研究中，赛默飞提供了从体细胞重编程、培养扩增、基因编辑、诱导分化、分析鉴定等的干细胞研究全流程解决方案，以品质、创新和一站式的解决方案，为科研人员的精准实验结果保驾护航并率先做到了：

品质为先：以卓越产品性能，确保有效实验结果

创新所向：以创新应用技术，加速推进实验效率

驭繁就简：以完整实验方案，高效优化工作流程

通过多年的技术积累，赛默飞在下列生物产品方面取得了巨大的成就，帮助世界各个研究小组相继发表了数以百计的高质量研究成果。

体细胞编程

Invitrogen™CytoTune™-iPS 2.0重编程系统（A16517）

该系统基于复制缺陷型仙台病毒(SeV)的载体，安全且高效地导入并表达一些关键的遗传基因，它们是将体细胞重编程为iPSC所必需的。多种细胞经验证，如成纤维细胞、PBMCs、CD34+细胞、T细胞、微血管内皮细胞、尿细胞、羊水细胞、骨骼肌成肌细胞等。此外，CTS™ CytoTune-iPS 2.1 仙台病毒重编程试剂盒—无缝转移至临床培养（Elife, 2022）[7]。

体外培养扩增

Essential 8 培养基：第一款商业化的E8培养基，8种确定成分，可支持PSC生长超过50代，同时保持PSC分化为三胚层的能力。

Gibco™ StemFlex™ 培养基 (A3349401) ：专为高难度应用开发的干细胞扩增培养基。将单细胞传代后的克隆扩增效率提高达5倍，基因编辑后的细胞复苏速度提高2倍，加速助力您的干细胞研究。[8]。

基因编辑

Invitrogen Neon™电转仪（MPK5000S）+Invitrogen Lipofectamine™ Stem干细胞转染试剂（STEM00008）

使用Neon转染系统进行电穿孔或使用Invitrogen Lipofectamine 干细胞转染试剂进行脂质转染，将编辑工具递送到iPSC中。虽然这两种方法都能成功完成基因组编辑，但电穿孔递送基因编辑工具通常编辑效率更高(Molecular Cell, 2022) [9]。

诱导分化

Gibco™ Neurobasal培养基：为满足神经元最佳培养需求，经过优化，形成了一个完整的基础培养基系统，可以维持神经细胞的长期生长和正常表型；能维持高纯度的神经元培养，而无需星型胶质细胞滋养层。

Gibco™ B-27™ 添加剂：神经细胞培养的最佳血清替代物，更有其他近10种B-27，满足您干细胞、氧化应激、糖代谢等研究。

Gibco™ N-2 添加剂：适合胚胎神经和中枢神经系统 (CNS) 祖细胞的血清替代物；推荐用于周围和中枢神经系统原代培养中神经母细胞瘤和有丝分裂后神经元的生长和表达(Advanced Science, 2022) [10]。

分析鉴定

实时荧光定量PCR系统

SuperScript™ IV VILO™ cDNA 合成预混液（11756050）

专用于RT-qPCR中进行快速、灵敏、可重复性的cDNA合成。即使对于不纯样本或稀有样本，也能获得出色的灵敏度和cDNA产量，从而保证后续qPCR分析的高效性和可重复性。

Invitrogen™ PSC免疫细胞化学试剂盒

可实现对hPSC的至多四种主要标志物的图像分析：OCT4、SOX2、SSEA4和TRA-1-60，包括一抗、Alexa Fluor二抗、核DNA染料以及用于优化固定PSC染色的预制缓冲液。试剂盒中的抗体已经过验证，具有高性能和多重分析能力，一次可以同时特异性地评估两种标志物(Biochemical Engineering Journal, 2022) [11]。

Invitrogen 抗体

谈及干细胞鉴定，抗体无疑也是关键工具之一。Invitrogen提供广泛的靶标特异干细胞抗体，经过严格两步法的高级验证抗体，广泛适用于成像、WB、IHC/IF等应用，更能确保您的结果。不仅如此，作为Alexa Fluor 的发明者，我们还推出信噪比更优的Alexe Fluor Plus二抗，特别对于稀有样本的低丰度靶标检测，助您一次性获取发表级结果[12]。

EVOS智能成像系统

可用于长期活细胞实时成像、孔板扫描和大图拼接，以及多种自动化成像应用，安全、易用、精确、灵活(Nature Microbiology, 2022) [13]。

未来，准确把握干细胞研究方向，快速高效开展相关干细胞实验已经成为开展研究的重要基础，而这一切在赛默飞提供的全套系列干细胞研究解决方案中都能得到答案。

讲到这里，大家是否对找到满足干细胞科研需求，提高研究效率的工具充满期待呢？

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参考文献：

1.Liu, Muge. et al. "Global trends of stem cell precision medicine research (2018-2022): a bibliometric analysis." Frontiers in Surgery (2022): 843.

2.Sterneckert. et al. Investigating human disease using stem cell models. Nat Rev Genet 15, 625–639 (2014).

3.Donowitz.et al. "Current and potential future applications of human stem cell models in drug development." The Journal of Clinical Investigation 130.7 (2020): 3342-3344.

4.Rubin LL, Haston KM. Stem cell biology and drug discovery. BMC Biol. 2011 Jun 7;9:42.

5.Yanagida, Ayaka, et al. "Naive stem cell blastocyst model captures human embryo lineage segregation." Cell Stem Cell 28.6 (2021): 1016-1022.

6.Hayashi, Ryuhei, et al. "Generation of 3D lacrimal gland organoids from human pluripotent stem cells." Nature 605.7908 (2022): 126-131.

7.Jimenez-Vazquez, Eric N., et al. "SNTA1 gene rescues ion channel function and is antiarrhythmic in cardiomyocytes derived from induced pluripotent stem cells from muscular dystrophy patients." Elife 11 (2022): e76576.

8.Khayrullina, Guzal, et al. "Survival motor neuron protein deficiency alters microglia reactivity." Glia 70.7 (2022): 1337-1358.

9.Tan, Renke, et al. "Cas11 enables genome engineering in human cells with compact CRISPR-Cas3 systems." Molecular Cell 82.4 (2022): 852-867.

10.Kim, Hyunho, et al. "Recapitulated Crosstalk between Cerebral Metastatic Lung Cancer Cells and Brain Perivascular Tumor Microenvironment in a Microfluidic Co‐Culture Chip." Advanced Science (2022): 2201785.

11.Poorna, M. R., et al. "Differentiation of induced pluripotent stem cells to Cardiomyocytes on Cellulose Nanofibril substrate." Biochemical Engineering Journal (2022): 108521.

12.Mestre, Humberto, et al. "Periarteriolar spaces modulate cerebrospinal fluid transport into brain and demonstrate altered morphology in aging and Alzheimer’s disease." Nature communications 13.1 (2022): 1-17.

13.Lagerborg, Kim A., et al. "Synthetic DNA spike-ins (SDSIs) enable sample tracking and detection of inter-sample contamination in SARS-CoV-2 sequencing workflows." Nature Microbiology 7.1 (2022): 108-119.