[发明专利]一种细胞重编程方法

说明书

本发明公开了一种细胞重编程方法，属于诱导多能干细胞技术领域。所述方法包括芯片上细胞重编程、芯片上克隆挑取和芯片上微环境的优化的步骤。本发明能够显著提高细胞重编程效率；产生的克隆质量更高，且克隆出现的位置由随机变为可控且更为均一，有利于后续工业化的标准实现。本发明可以方便地对细胞进行追踪，对重编程的动态变化过程进行监测，便于理解重编程的机制；能够高通量对微孔理化环境进行精准控制，高通量的筛选利于重编程的培养微环境。

技术领域

本发明属于诱导多能干细胞技术领域，涉及细胞重编程，具体是指一种基于超疏水微孔阵列芯片的高效细胞重编程方法。

背景技术

诱导多能干细胞(iPSCs：induced pluripotent stem cells)在再生医学、药物筛选、疾病模型等方面具有广阔的应用前景，自2006年首次报导以来，受到科学界的广泛关注，参见参考文献[1]：Takahashi K.Yamanaka S.Induction of pluripotent stem cellsfrom mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors[J].Cell,2006,126:663-676。目前诱导多能干细胞技术已经日趋成熟，其临床及产业转化将是未来发展方向，然而目前的重编程方法仍然存在效率较低，参见参考文献[2]：M.Stadtfeld,K.Hochedlinger,“Induced pluripotency:history,mechanisms,andapplications,”vol.5,pp.582–596,2010，随机性强，产生的克隆不均一，参见参考文献[3]：Z.D.Smith,C.Sindhu,and A.Meissner,“Molecular features of cellularreprogramming and development,”Nat.Rev.Mol.Cell Biol.,vol.17,no.3,pp.139–154,2016.，难以实现自动化等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明采用了超疏水微孔阵列芯片实现高效的细胞重编程，相比传统的培养皿，效率提高5倍以上，并且诱导多能干细胞克隆出现的位置由随机变为可控，大大减少了后续克隆挑取等操作的难度。微孔环境促进了细胞聚团和间质-上皮转化，进而提高了重编程效率。本发明的研究有望为iPSCs的临床及产业应用提供新的平台。

本发明提供的一种基于超疏水微孔阵列芯片(全文简称芯片)的细胞重编程方法，所述方法包括如下步骤：

第一步，芯片上细胞重编程。

步骤1.1：超疏水微孔阵列芯片消毒；

步骤1.2：去除微孔中的气体；

步骤1.3：细胞复苏培养；

步骤1.4：细胞重编程，具体步骤包括首先在芯片外利用常规方法(比如病毒转染等)将重编程基因(通常为OCT4，SOX2，Klf4和c-MYC，但不局限于这四个基因)导入细胞内；再将细胞接种到超疏水微孔阵列芯片上，在芯片上完成重编程过程；芯片上重编程采用的培养基与常规6孔板重编程一致，但由于每种细胞的需求不同，应根据细胞类型选取相应的培养基成分；由于芯片上微孔环境能够促进细胞聚团和间质-上皮转化，重编程效率将大大提高，并且iPSCs克隆只能产生在微孔内，便于后续克隆挑取操作。

第二步，芯片上克隆挑取。

第三步，芯片上微环境的优化。

本发明提供一种基于超疏水微孔阵列芯片的细胞重编程方法，优点在于：

(1)微小环境有利于细胞聚团，能够显著提高细胞重编程效率。

(2)产生的克隆质量更高，且克隆出现的位置由随机变为可控且更为均一，有利于后续工业化的标准实现。