撰文│齐奕尧 张萌
编辑│毕紫娟
审校│汤红明
【编者按】本公众号邀请了GMP实验室的白志慧副主任组稿了干细胞检测的系列文章，将分6期推出并详细为大家介绍。本期推送干细胞检测系列文章的第一篇：干细胞检测（一）｜了解干细胞产品质量的秘密：基本生物学属性检测。在干细胞产品研发过程中，细胞基本生物学属性检测作为评估细胞产品质量、安全性和有效性的核心环节，现已成为确保药物顺利开发与上市的关键步骤。本期文章介绍了细胞基本生物学属性检测的重要性及具体检测项目，涵盖细胞形态学、活性、细胞鉴别及遗传物质等多维度的评估方法，旨在为细胞产品生产人员提供参考，助力临床试验设计与实施，推动干细胞产品的研发与转化应用。
一、细胞基本生物学属性检测重要性
确保细胞产品的质量和一致性
细胞基本生物学属性检测能够确认细胞的来源和类型，确保它们符合治疗所需的目标。例如，在细胞治疗中，必须确保使用的细胞是正确的目标细胞类型，而不是其他无关细胞。
同时，检测还可以评估细胞样本的纯净度，保证其中不含有害的细胞杂质。高纯度的细胞有助于减少不良反应，并提高临床治疗效果的一致性和可预测性
保证细胞临床治疗的安全性
长时间的细胞培养和扩增可能导致细胞的遗传变异。通过检测细胞的遗传物质稳定性，可以避免因基因突变或染色体不稳定而导致的潜在副作用。
奠定细胞临床研究的基础
为了确保细胞产品在临床上能够有效发挥作用，必须保证细胞具有足够的活性。细胞的生长特性有助于确定临床治疗的剂量和频率，通过合理的剂量设计不仅能达到最理想的治疗效果，还能尽量减少副作用。
符合监管要求
监管机构（如FDA、NMPA等）要求提交详细的细胞基本生物学属性数据，以便评估细胞产品的安全性和有效性。细胞基本生物学属性检测既是获得临床试验批准的必要步骤，也是细胞产品开发的重要环节。
二、细胞基本生物学属性检测项目
细胞形态学检测
通过观察细胞的形态（外观和结构），可以判断细胞的生长和分化状态。这类分析结合显微镜等成像技术，帮助研究人员确定细胞是否处于预期的状态。
细胞鉴别
细胞鉴别是通过分析细胞的表型（外在特征）或遗传型（基因特征），确定其种属和来源。研究人员可以通过鉴别细胞类型，排除可能的污染，避免生产中不同细胞的交叉污染。例如，短串联重复序列（STRs）是基因组中的重复DNA序列，由2-6个核苷酸组成，不同个体间这些序列的重复次数不同，因此可以用于细胞鉴定和识别。
细胞活性
由于细胞产品通常是活细胞，因此检测其活性非常重要。评估指标包括细胞的存活率、细胞数量、增殖速度、细胞周期、凋亡和集落形成能力等，具体如下：
细胞存活率和数量：可以通过染色方法（如台盼蓝染色法、AO/PI染色）和计数器进行检测。
群体倍增时间：指细胞在对数增长阶段所需的倍增时间，可通过公式计算或绘制生长曲线来测量。
细胞周期：是细胞从分裂结束到下一次分裂的全过程，使用流式细胞术来分析DNA含量，区分不同细胞周期阶段（G1、S、G2/M期）。
细胞凋亡：通过检测细胞膜上磷脂酰丝氨酸（PS）的暴露，或通过TUNEL法分析DNA断裂来检测。
集落形成：单个细胞在培养皿中形成集落的能力，反映了其增殖潜力。
表面标志物
通过检测细胞表面的生物标志物（如多能性或分化标志物），可以表征细胞的类型和功能。常用的检测方法包括蛋白免疫印迹、流式细胞术和免疫荧光分析，这些方法有助于研究人员分析细胞的特性。
染色体核型分析
通过检测染色体结构和数量异常来检查染色体的稳定性。常用的检测方法包括G显带、C显带和Q显带染色法，高分辨显带技术及荧光原位杂交（FISH）技术。
细胞基因组和转录组分析
基因组和转录组的分析能够揭示细胞中基因的突变情况和基因表达水平。通过基因测序技术或实时定量PCR（用于检测特定基因的表达），研究人员可以深入了解细胞的功能和调控机制，从而更好地应用于治疗。
三、结语
细胞基本生物学属性检测在干细胞产品开发中起到了关键作用。这些检测不仅帮助研究人员评估干细胞产品的安全性和有效性，还优化了整个研发过程，确保干细胞产品能够安全且有效地用于临床试验。通过细胞基本生物学属性检测，研究人员可以更深入地了解干细胞产品的作用机制，更准确地预测临床效果，同时满足相关的监管要求，从而提高干细胞产品开发的成功率。
撰稿作者简介
齐奕尧
撰稿作者简介
张萌
现任上海市东方医院（同济大学附属东方医院）干细胞基地GMP实验室质检员，主要负责间充质类干细胞和诱导多能干细胞的细胞学属性检测、微生物检测和理化特性检测，并且微生物相关检测已通过CNAS认可，主持开发微生物检测相关试剂盒。
审稿人 徐国东
现任武汉珈创生物技术股份有限公司研发总监，微生物学博士，高级工程师。多年来专注于生物制品质量研究，在细胞质量控制领域积累了丰富的经验。发表SCI论文5篇，授权发明专利17项。主持多项省市科研项目，先后获得湖北省科技进步二等奖、湖北省科技成果推广三等奖、光谷3551创新人才。
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