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高效構建hiPSC系的全自動化神器isoCell，讓單細胞培養(yǎng)不再復雜,！
人類誘導多能干細胞 (hiPSC) 是一類通過基因編輯技術（如 CRISPR-Cas9）對已經(jīng)高度分化的人體細胞重新逆分化得到的多能性干細胞,。hiPSC的出現(xiàn)為科學家構建復雜的疾病模型和推進藥物發(fā)現(xiàn)提供了有利的工具。
然而,，傳統(tǒng)的hiPSC細胞系的構建與培養(yǎng)過程往往操作復雜且耗時耗力,。特別是從異質編輯細胞池中構建的克隆hiPSC系的培養(yǎng)受到了傳統(tǒng)細胞培養(yǎng)方法的桎梏，很難構建一個高效的hiPSC構建與培養(yǎng)工作流程,。此外，現(xiàn)有的單細胞分離和培養(yǎng)方法通常對細胞的處理條件苛刻,，操作步驟繁瑣,，不能充分保證單克隆性。
為應對hiPSC細胞系構建與培養(yǎng)過程中的諸多挑戰(zhàn),，IotaSicences公司采用了以GRID技術為核心的高度自動化的單細胞可視化分選培養(yǎng)系統(tǒng)isoCell來構建 hiPSC系的分選與培養(yǎng)平臺,，并在不同培養(yǎng)基條件下對hiPSC進行了單細胞分選與培養(yǎng)研究。
圖1 單細胞可視化分選培養(yǎng)系統(tǒng)isoCell實物圖
以isoCell為核心的hiPSC細胞分選與培養(yǎng)平臺
isoCell是一款基于GRID技術的高度自動化細胞分選與培養(yǎng)平臺,。GRID是指在細胞培養(yǎng)基上采用FC40液體分隔出的網(wǎng)格小室,，體積小，光學透明度高,，可以容納細胞在內生長,，且各個小室之間物質不流通。isoCell系統(tǒng)配備了熒光和成像系統(tǒng),，用于在整個克隆工作流程中記錄 GRID 小室的圖像（見下圖）,。isoCell 可自動執(zhí)行所有液體處理步驟，包括構建 GRID,、將單細胞注射到GRID小室中以及交換培養(yǎng)基和收獲單克隆集落,。并且，isoCell可在整個工作流程中自動檢測每一個 GRID 小室,，并確保每一個單克隆hiPSC細胞系來源于單個細胞,。
圖2 GRID實物圖
材料與方法
在分別鋪了Laminin-521、Vitronectin-N和iMatrix 細胞培養(yǎng)基質的60毫米培養(yǎng)皿上制備的GRID網(wǎng)格以待使用。制備hiPSC的單細胞懸浮液,，并使用 isoCell全自動地將細胞鋪在GRID上（種植）,。 使用isoCell自帶的顯微鏡鑒定每個GRID室并標記每個包含單個細胞（第 0 天）的室，將該培養(yǎng)皿放入培養(yǎng)箱培養(yǎng),。在第3天,，將標記的含有單個細胞的GRID小室加滿600 nl培養(yǎng)基。從第5天開始,，每天觀察標記單細胞的GRID小室,，并對選中的GRID小室補充培養(yǎng)基。最后,，使用isoCell觀察并標記構成了hiPSC單細胞群落的GRID小室,，使用isoCell全自動收獲標記的GRID小室中的hiPSC細胞（通常在 6-8 天之間）。
圖3 以isoCell為核心的hiPSC細胞分選與培養(yǎng)平臺工作流程圖
高效的hiPSCS細胞分選與培養(yǎng)平臺
按照上述的工作流程,，利用三種不同的培養(yǎng)基質（包括 VTN-N,、LMN-521 和 iMatrix）構建并培養(yǎng)了兩個獨立的hiPSC細胞系，并評估所得細胞的克隆效率,。如圖4所示,，兩個不同的hiPSC測試系在不同培養(yǎng)基質條件下，均在GRID室中顯示出非常高的克隆效率,，這表明采用GRID小室低容量培養(yǎng)方法和細胞的自動化溫和處理可產(chǎn)生非常適合單細胞高效生長的培養(yǎng)環(huán)境,。
圖4 GRID中的單細胞 hiPSC 克隆效率
（克隆效率表示培養(yǎng)第5天時單細胞長成細胞群落數(shù)占第0天單細胞數(shù)的百分比）
結論
以isoCell構建的hiPSC細胞分選與培養(yǎng)平臺可以對hiPSC細胞進行全自動化且溫和地單細胞分選與培養(yǎng)。通過isoCell特殊的GRID小室網(wǎng)格技術與可視化分選相結合,，可以確保每一個單克隆hiPSC細胞系均來自單個細胞,，且isoCell的分選與培養(yǎng)條件溫和，hiPSC單克隆細胞系成活率高,。
單細胞可視化分選系統(tǒng)isoCell的優(yōu)勢：
- 全自動化流程
- 操作條件溫和,，對單細胞無損傷
- 全培養(yǎng)、分析流程可追蹤
- 單細胞分離效率高達100%
- 單克隆細胞系構建成活率高
- 直接轉移到PCR管或96孔板
- 結構緊湊,，體積小
單細胞可視化分選培養(yǎng)系統(tǒng)-isoCell已在Cell,、Advanced Science、Small Methods,、Nature Communications等著名期刊發(fā)表多篇文章,，如下摘引了近年五篇具有代表性的文獻和大家分享。
Soitu C, Stovall‐Kurtz N, Deroy C, et al. Jet‐Printing Microfluidic Devices on Demand[J]. Advanced Science, 2020, 7(23): 2001854.
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Oliveira N M, Wheeler J H R, Deroy C, et al. Suicidal chemotaxis in bacteria[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 7608.
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用戶評價
路易莎·埃姆斯，研究科學家：
The Native Antigen Company（LGC 臨床診斷集團旗下公司）
“使用 isoCell 進行單細胞克隆工作從一開始就簡單可靠,，并且已無縫地融入我們的流程中,。 該程序對細胞很溫和，我們看到非常好的存活率,，可以篩選大量克隆,。 我們收到的客戶服務是優(yōu)質的?！?/span>
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