客觀日本

神戶大學開發出可冷凍保存整片iPS細胞的保存液,有望加速個性化醫療和藥物研發

2026年01月23日 生物醫藥

神戶大學研究生院工學研究科的森田健太助教、丸山達生教授、八代朋子研究員等人與該校研究生院醫學研究科的青井貴之教授等人的研究團隊,成功開發出了可冷凍保存整片片狀人iPS細胞的保存液。今後有望應用於再生醫療和診斷系統。相關成果已發表在《Biochemical Engineering Journal》上。

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圖1 研究成果概要圖。本次研究開發出了無需剝離,將在培養容器內形成的片狀iPS細胞,連同容器一起冷凍保存的技術。研究確認冷凍保存後的iPS細胞依然健康。(供圖:神戶大學)

iPS細胞是再生醫療和藥物研發中不可或缺的細胞,但其處理需要高度的技術和高昂的成本。此前,iPS細胞的冷凍保存需要①將細胞從培養容器上剝離並分散成單個細胞;②使用離心力收集細胞;③再次分散到保存液中進行冷凍等多個步驟,存在不適合自動化和量產的問題。特別是附著在培養容器上(平面培養)直接進行冷凍保存的技術此前一直未能確立。

此次開發的冷凍保存液由二甲基亞碸(傳統的冷凍保存劑)、細胞培養用培養基、水、D-脯胺酸、合成聚合物(PDEGMA-b-PMPC-b-PDEGMA)和氯化鈉製成。

D-脯胺酸是一種具有酶穩定化作用的氨基酸,可提高iPS細胞的耐凍性。合成聚合物具有防止細胞內冰晶長大的作用。通過這些成分的組合,對平面培養的iPS細胞發揮了很高的冷凍保存效果。

在冷凍前通過短時間處理減弱細胞粘附的酶,成功在不破壞細胞片的情況下減弱了細胞間的結合。用顯微鏡觀察細胞發現,即使細胞間的結合減弱,細胞片也能維持原狀。由此,保存液更容易進入細胞內部,大幅減輕了冷凍損傷。另一方面,即使使用市售的iPS細胞用細胞冷凍保存液嘗試同樣的方法,也無法冷凍保存平面培養的iPS細胞。據稱,只有將酶初步處理與研究團隊開發的細胞冷凍保存液相結合,才能發揮效果。

如果通過此次的技術能將iPS細胞片直接冷凍保存,iPS細胞的維持和管理將比現在變得更加容易。由於iPS細胞的冷凍保存和解凍可以通過機器人實現自動化,且解凍後能立即用於研究或治療,因此有望加速對患者制定個性化製治療方案的實施及藥物研發的進程。

原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Biochemical Engineering Journal
論文:Ready-to-use cryopreservation of undifferentiated induced pluripotent stem cells (iPSCs) without detachment from culture plates using D-proline and a synthetic polymer」
DOI:10.1016/j.bej.2025.110041