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随着再生医学、细胞治疗领域的发展，诱导间充质干细胞（iMSC）凭借来源广泛、分化潜能突出、免疫原性低等优势，成为近年来生命科学研究热点。相较于传统间充质干细胞，iMSC可通过化学重编程、细胞因子诱导等方式从易获取细胞中生成，解决天然MSC取材受限的痛点，在骨修复、免疫疾病治疗等领域应用前景广阔。

近几年，国内外科研团队围绕iMSC诱导、培养优化开展大量研究，形成多个可复制案例。iMSC培养核心是模拟体内微环境，通过调控诱导因子诱导起始细胞重编程，兼顾严谨性与创新性。

一、诱导间充质干细胞培养核心原理

iMSC培养核心是体外模拟干细胞微环境，利用小分子化合物（CHIR-99021、Y-27632等）、生长因子（EGF、FGF-10等），激活起始细胞的MSC特异性基因，使其脱分化为iMSC并实现增殖与定向分化。

二、iMSC培养所需试剂及耗材

汇总iMSC培养常用试剂、耗材：

 

三、iMSC典型培养案例及实操方案

皮肤成纤维细胞诱导成骨型iMSC

（一）诱导与复苏

1、起始细胞准备：取第3-5代健康成年人皮肤成纤维细胞（活力≥95%），培养至汇合度80%-90%，PBS（Cat# 41403ES）冲洗2次后胰酶（Cat# 40127ES）消化3-5min，血清（40131ES或40132ES）终止消化，吹打成单细胞悬液，500g室温离心5min收集沉淀备用。

2、诱导液配制：以DMEM/F12为基础，加入10%胎牛血清（40131ES或40132ES）、10 μM Y-27632（Cat# 53006ES）或Y-27632 dihydrochloride（Cat# 52604ES）、5 μM CHIR-99021（Cat# 53003ES）、10mM烟酰胺（Cat# 51402ES）、10 ng/mL BMP-4（Cat# 92070ES）及1×成骨分化添加剂，无菌混匀过滤除菌后，4℃保存不超过72小时。

3、诱导启动与细胞复苏：① 新鲜细胞：诱导液重悬细胞至1×10⁴个/mL，接种24孔板（每孔1mL），24小时后换液，每2天换液1次，持续诱导7天；② 冻存细胞：37℃快速解冻，加入预温诱导培养基，500 g离心3 min，重悬接种后24小时换液。

（二）培养与验证

1、iMSC常规培养：诱导7天后细胞呈典型短梭形，继续用诱导液培养（每2-3天换液），汇合度达70%-80%时，流式检测CD105、CD73、CD90（阳性率≥90%）验证诱导成功。

2、球状体构建：取诱导成功的第10代iMSC，胰酶消化后，用含10 μM Y-27632（Cat# 53006ES）或Y-27632 dihydrochloride（Cat# 52604ES）的诱导液重悬至5×10⁵个/mL，接种低吸附24孔板，静置培养3-5天，形成直径100-200μm均一球状体即可。

3、传代与功能验证：① 传代：按1:3比例接种，传代次数≤15代；② 功能验证：ALP染色阳性（棕褐色）、RT-PCR检测Runx2、OCN基因表达量较诱导前提升3-5倍即可。

 

参考文献

1. Zauchner D, Müller MZ, Horrer M, Bissig L, Zhao F, Fisch P, Lee SS, Zenobi-Wong M, Müller R, Qin XH. Synthetic biodegradable microporous hydrogels for in vitro 3D culture of functional human bone cell networks. Nat Commun. 2024 Jun 13;15(1):5027. doi: 10.1038/s41467-024-49280-3. PMID: 38871693; PMCID: PMC11176307.

2. Ru-Lin Huang, Jing Yang, Yuxin Yan, Xiangqi Liu, Xiya Yin, Chuanqi Liu, Xingran Liu, Rehanguli Aimaier, Qiumei Ji, Gen Li, Tao Zan, Kang Zhang, Qingfeng Li,Direct Differentiation of Human Adult Adipose Tissue into Multilineage Functional Organoids,Engineering,Volume 53,2025,Pages 286-300,ISSN 2095-8099,https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.06.031.

3. Songyue Lou, Yongtao Duan, Huizong Nie, Xujie Cui, Jialing Du, Yongfang Yao,Mesenchymal stem cells: Biological characteristics and application in disease therapy,Biochimie,Volume 185,2021,Pages 9-21,ISSN 0300-9084,https://doi.org/10.1016/j.biochi.2021.03.003.

 

 

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