Ikki Horiguchi*, Masahiro Kino-oka

Department of Biotechnology, Graduate School of Engineering, Osaka University, Osaka 565-0871, Japan

1. 引言

自2006年有关诱导性多能干细胞（iPSC）产生的初步报告[1,2]以来，iPSC已成为再生医学[3-6]、药物筛选[6,7]和食品工业[8]领域中具有良好前景的细胞来源。由于其强大的增殖和分化能力，与胚胎干细胞（ESC）类似，它们能够作为体内各种细胞类型的可再生来源。此外，由于培育它们不需要使用胚胎，因而不存在伦理问题，且它们的自体移植也不会引起与免疫相关的并发症。伴随着高度的期望，有关iPSC的科学研究在其产生后的10年中迅速发展。

临床或工业相关的iPSC应用需要大量细胞，而稳定的大规模生产iPSC的方法目前正处于发展阶段。例如，胰岛移植需要每个患者至少6 × 108个β细胞，而其产生需要大约0.6 m2的培养表面[9]，这等同于80个75 cm2大小的培养皿。在极端情况下，制备30%的肝组织需要每个患者6 × 1010个肝细胞；这些细胞需从60 m2的培养区获得，等于8000个这样的培养皿。此外，考虑到分化过程的因素，所需的细胞数量将达到上述的两倍以上。根据细胞治疗成本估算研究，假设的批次规模约为每批次1 × 1010～1 × 1011个细胞，等于每批次100～10 000管瓶[10-12]。这些要求不能通过实验室常规黏附培养（包括手工操作）来实现。因此，有必要开发一个稳定的iPSC制造过程。

各种培养系统都已经被研发至可以产生大量细胞的阶段。基于细胞的大规模生产系统传统上是为细胞衍生物开发的，如染料、疫苗和抗体[13]。使用不同的方法对于细胞治疗应用是必不可少的，因为细胞本身就是产品。虽然iPSC是贴壁依赖性细胞，但它们也可以通过团聚体的形式在悬浮液中培养。……