總結

MSC 培養的品質控制是成功癌症研究的基石，強調需要嚴格的標準和方案來維持純度、活力和功能。透過實施全面的品質控制措施，研究人員可以確保基於 MSC 的腫瘤治療和介入措施的可靠性、可重複性和轉化潛力。隨著癌症研究的不斷進步，優先考慮 MSC 培養的品質控制對於釋放這些非凡細胞對抗癌症的全部治療潛力仍然至關重要。

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間質幹細胞 (MSC) 於 1966 年由 Friedenstein 及其同事首次發現，現已超越最初在骨髓中的認識，成為癌症研究和治療的關鍵參與者。這些纖維母細胞樣多能性成體幹細胞來自骨髓、脂肪組織、臍帶和牙髓等多種組織，表現出獨特的能力，例如自我更新和分化成各種細胞譜系。隨著該領域的進步， 國際細胞治療學會 (ISCT) 制定了定義 MSC 的最低標準，強調其功能屬性和表面標記表達，特別是在癌症研究的背景下，其腫瘤靶向和免疫調節特性具有重大前景。

定義 MSC：ISCT 標準

根據 ISCT，MSC 的特徵是 三個主要標準:

1. 塑膠附著力：
   • 間質幹細胞必須在標準細胞培養條件下黏附在塑膠表面。
2. 多能性：
   • 它們應該表現出分化成成骨細胞、脂肪細胞和軟骨細胞的能力 體外.
3. 表面抗原表達：
   • MSC 必須表達特定的表面抗原，如 CD73、CD90 和 CD105，同時缺乏譜系特異性標記物的表達，包括 CD11b/CD14、CD19/CD79α、CD34、CD45 和 HLA-DR。

MSC 培養品質管制 挑戰和考慮

異質性和變異性

阻礙更廣泛採用基於 MSC 的療法的主要障礙之一是分離細胞固有的異質性。在不同的組織來源和生產過程中觀察到生長潛力、分化能力和蛋白質表現譜的變化。這種異質性不僅使基於 MSC 的產品的標準化變得複雜，而且還影響其治療效果和安全性。

MSC 的分離與培養擴增

臨床程序利用細胞培養方法來擴增從特定組織來源獲得的有限的原代間質幹細胞群，透過多次傳代來擴增它們，以獲得具有臨床意義的細胞計數。由於缺乏普遍接受的 MSC 分離和擴增方案，導致 MSC 分離和擴增存在相當大的差異。 體外 跨研究實體的文化技術。這種變異性使不同研究結果的可比較性變得複雜。

有效的擴增策略力求大幅增加細胞數量，同時保留 MSC 的治療潛力。值得注意的是，隨著時間的推移和連續傳代，間質幹細胞表現出增殖率下降，最終達到以生長停止為特徵的衰老狀態。此外，延長培養時間可能會損害細胞的分化能力。

因此，建立標準化方案、最佳化培養條件並實施嚴格的品質控制措施對於維持不同批次的 MSC 屬性和功能一致至關重要。

MSC文化 關鍵品質控制參數

細胞表面抗原（CD標記）的表達

ISCT 提出了一組陽性和陰性標記，使研究人員能夠將 MSC 與骨髓室中的其他細胞區分開來。選擇陰性標記物包括造血細胞表達的表面抗原，而選擇陽性標記物是因為大多數造血細胞不存在這些表面抗原。

自 2006 年 ISCT 提出的標記發布以來，其他幾個標記作為 MSC 標記已被廣泛接受。這種不斷擴展的 MSC 相關標記物組合使研究人員能夠同時驗證多種 MSC 相關表面抗原的表達，從而增加對分離的 MSC 的識別和驗證的信心。一些廣泛使用的 MSC 標記包括 CD29、CD44、CD146、CD166、CD271 和 STRO-1。

標記表達分析通常使用流式細胞儀進行，它可以揭示單一細胞的表型。多色流式細胞儀使用戶能夠同時檢查多個標記。此外，許多流式細胞儀都配備了細胞分選功能，可用於富集特定的 MSC 群體並從分析中去除死細胞。

細胞活力和增殖

收穫的 MSC 的活力可以使用台盼藍染色或 7-氨基放線菌素 D 進行評估（7-AAD）排除方法。為了立即應用 MSC 獲得最佳臨床結果並確保冷凍保存後可接受的活力，初級活力應超過 90%。

集落形成單位 (CFU) 測定是一種廣泛認可的評估 MSC 自我更新能力的方法。此測定量化了 MSC 在組織培養塑膠上的單層培養中以克隆形成密度接種時產生集落單位的效率。通常，MSC 的單細胞懸浮液在鋪於培養板上之前要經過連續稀釋。當菌落變得可見時，通常在第 8 或 10 天左右，用吉姆薩對菌落進行染色，然後進行計數。如今，採用 CFU-F 檢測 體外 評估用於臨床前研究和臨床試驗的 MSC 製劑的品質。

三系分化潛力

MSC 的特徵是在特定條件下培養時具有分化成三種不同譜系的卓越能力：脂肪細胞、軟骨細胞和骨細胞。成功的分化可以透過對分化細胞進行譜系標記表達染色和/或透過評估細胞的功能來驗證。三系分化的確認為MSC身分的驗證提供了極佳的證據。

1. 成骨分化：
   • 間質幹細胞可以定向分化為成骨細胞，這是負責骨形成和礦化的特殊細胞。成骨分化過程涉及成骨細胞產生礦化的細胞外基質。為了評估成骨分化，研究人員經常測量鹼性磷酸酶 (ALP) 等特定標記物的活性，或利用茜素紅 S 等染色技術來可視化鈣沉積，顯示成熟的骨形成。
2. 脂肪形成分化：
   • 當經歷脂肪形成誘導條件時，間質幹細胞可以分化成脂肪細胞，也就是專門儲存脂質的細胞。脂肪形成分化過程導致分化細胞內脂滴的累積。為了確認脂肪形成分化，通常會以油紅 O 染色，以視覺化脂質累積並確認脂肪細胞表型。
3. 軟骨分化：
   • 間質幹細胞具有分化成軟骨細胞的能力，軟骨細胞是軟骨組織中發現的主要細胞，負責產生軟骨特異性細胞外基質成分。軟骨分化對於軟骨修復和再生應用至關重要。 Alcian Blue 等組織學染色劑經常用於檢測糖胺聚醣的存在，確認軟骨組織的形成並驗證 MSC 的軟骨分化潛力。

評估 MSC 效力和治療潛力的功能測定

雖然 體外 MSC 分化為成骨、軟骨和脂肪形成譜係是一個基本特徵，基於 MSC 的療法的臨床開發需要建立效力測定。這些測定旨在評估與 MSC 的預期臨床作用機制一致的特定生物功能屬性。以下是用於評估 MSC 功效和治療效果的幾種關鍵功能測定：

1. 免疫調節試驗:
   • 鑑於間質幹細胞在免疫相關疾病和移植的潛在應用，了解間質幹細胞的免疫調節特性至關重要。涉及 T 細胞等免疫細胞的共培養測定為 MSC 的免疫抑製作用提供了寶貴的見解，使研究人員能夠評估其有效調節免疫反應的能力。
2. 遷移和歸巢測定：
   • 間質幹細胞具有固有的遷移能力，使它們能夠定位於特定的組織損傷部位或發炎微環境。 Transwell 遷移測定或傷口癒合測定為評估 MSC 遷移響應各種趨化因子或刺激提供了有效的平台，從而闡明它們的歸巢潛力和組織靶向效率。
3. 血管新生測定：
   • 間質幹細胞的促血管生成特性對於增強組織再生和修復過程具有重要前景。體外管形成試驗涉及間質幹細胞與內皮細胞的共培養，為評估間質幹細胞的血管生成潛力及其刺激新血管形成的能力提供了一個強大的平台，這是組織再生和傷口癒合的關鍵步驟。
4. 旁分泌活性測定：
   • 間質幹細胞透過分泌多種旁分泌因子發揮治療作用，包括生長因子、細胞激素和細胞外囊泡。酵素連結免疫吸附測定 (ELISA) 或多重細胞激素測定等定量測定有助於對 MSC 分泌因子進行全面分析，從而深入了解其旁分泌活性和治療潛力。
5. 機械性能
   • 最近的研究也開始探索 MSC 的機械特性，例如它們的剛度和黏彈性特性，這可能會影響它們的行為和功能 体内。原子力顯微鏡 (AFM) 或流變學分析等先進技術提供了有關 MSC 機械特性的寶貴數據，有助於更全面地了解其生物學特性和治療應用。

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參考

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