干性年龄相关性黄斑变性(AMD)预计2040年影响全球近3亿人,迄今尚无有效的治疗方案,目前多项将人多能干细胞来源的视网膜色素上皮细胞(hPSC-RPE)作为细胞替代疗法的临床试验正在进行中,需每年大于10个细胞的生产能力。
本研究开发了基于Cytodex 1(C1)和Cytodex 3(C3)微载体的hPSC-RPE培养体系,证明细胞可贴附于基质胶、玻连蛋白或胶原蛋白包被的微载体。
细胞成熟后具有特征性上皮细胞形态和色素沉着,表达RPE标志性基因,并能分泌PEDF和VEGF、表现出对光感受器外段的吞噬作用。未分化hESCs可在微载体上定向分化为RPE,微载体技术为大规模生产治疗性RPE细胞提供了高效方案。
一、研究背景与目标
疾病负担:干性AMD占AMD患者90%,到2040年全球预计2.88亿患者,目前无获批疗法;
技术瓶颈:hPSC-RPE细胞疗法需每年生产>10?个细胞,传统2D培养(如T-75 flask)效率低、成本高,微载体技术(如Cytodex系列)可通过高密度悬浮培养解决规模化问题。
二、微载体培养体系构建
三、关键结果
3.1
细胞黏附与成熟表征
形态与色素沉着:hPSC-RPE在3种微载体均形成多边形上皮样单层,30天可见明显色素颗粒(图1b)。
基因表达:
RPE标志物
BEST1、RPE65、TYRP1、PMEL17表达显著,其中C1Vn和C3Clg的BEST1表达高于2D培养(p=0.0309和0.0012);
成熟相关基因
RLBP1表达在所有微载体中均显著高于2D(p<0.0001)。
图1
3.2
功能验证
分泌因子:
C1Vn优势
30天时VEGF分泌量显著高于C1Mg和C3Clg(p<0.001)。
吞噬功能:mcRPE可吞噬荧光标记的光感受器外段(POS),平均5.9-7.2个POS/细胞,阻断αvβ5整合素后吞噬率下降50%(p<0.05)。
图2
3.3
hESCs定向分化为RPE
分化效率:H9 hESCs在C1Mg微载体经14天诱导,OCT4表达下降90%,早期眼区标志物LHX2/RAX先升后降,RPE标志物TYR/TYRP1/PMEL17显著上调(p<0.001);
可行性:分化过程中细胞存活率>85%,证明微载体可整合“分化+扩增”一体化流程。
四、规模化生产潜力
表面积对比:
成本优势:微载体减少空间占用和操作成本,适配自动化封闭生产线,符合cGMP标准。
五、结论
微载体技术可支持hPSC-RPE的高密度培养、功能成熟及定向分化,为AMD细胞疗法的规模化生产提供了关键技术突破,同时为分泌型生物药生产奠定基础。
暑
期
活
动
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