一叶知秋 | 人脂肪干细胞培养要点与基因敲除挑战全解析

1. 细胞背景

人脂肪干细胞（Human Adipose-Derived Stem Cells, hADSCs）是一类从人体脂肪组织中分离得到的成体干细胞。在人体的脂肪组织里，除了成熟的脂肪细胞，还包含着多种细胞类型，其中就有具有多向分化潜能的 hADSCs。

hADSCs 具有一些独特的生物学特性。首先，它具有自我更新能力，在适宜的培养条件下，能够不断地进行分裂增殖，维持自身的数量。其次，hADSCs 具备多向分化潜能，可以在特定的诱导条件下分化为多种细胞类型，如脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、神经细胞等。这种多向分化的能力使得 hADSCs 在再生医学领域具有巨大的应用潜力。

从获取途径来看，与其他干细胞来源（如骨髓干细胞）相比，hADSCs 的获取相对简便、微创。通过吸脂术等常见的临床操作就可以获得一定量的脂肪组织，进而分离出 hADSCs，对供体的损伤较小，且供体的可接受度较高。

在临床应用方面，hADSCs 已经被尝试用于多种疾病的治疗和组织修复。例如，在整形美容领域，hADSCs 可以用于面部填充、改善皮肤质量等；在骨组织工程中，通过诱导 hADSCs 向成骨细胞分化，有望修复骨缺损；在神经系统疾病的治疗中，hADSCs 的神经分化潜能为治疗帕金森病、脊髓损伤等疾病提供了新的思路。

2. 细胞描述

物种：人 

组织：脂肪

细胞形态：贴壁细胞，成纤维细胞样

细胞倍增时间：~24-36 hours

培养条件  

完全培养基成分：专用培养基

培养环境：37℃、5%CO2

传代比例：1：2~1：3

传代频次：2~3 天传代一次

细胞形态图片

 图1 hADSCs细胞参考正常形态图

hADSCs细胞特点

对数期人脂肪干细胞（hADSCs）主要为短梭形或多角形，细胞会伸出一些细小的伪足与培养器皿表面接触，以帮助其附着和固定，类似成纤维细胞的形态。细胞排列较为紧密，呈漩涡状或放射状生长。细胞之间通过细胞连接相互作用，形成一定的细胞群落结构。

当 hADSCs 在培养器皿中生长达到 80% - 90% 汇合度时，会出现接触抑制现象。此时细胞生长速度减缓，形态上逐渐变为扁平状，细胞之间相互挤压，排列更加紧密，形成单层细胞层铺满培养器皿表面。细胞的长轴方向趋于一致，呈现出较为规则的排列方式。细胞核的形态和大小相对稳定，但由于细胞密度增加，细胞之间的界限可能会变得不太清晰。

3. hADSCs细胞基因敲除难点

基因编辑工具的选择与递送：目前常用的基因编辑工具如 CRISPR-Cas9 系统虽然具有高效性和特异性，但在人脂肪干细胞中的应用仍存在一些问题。首先是递送效率的问题，如何将基因编辑工具准确地递送到细胞内是关键。脂质体转染递送方法在人脂肪干细胞中的转染效率并不理想，且可能对细胞造成一定的毒性。而病毒载体虽然递送效率较高，但存在潜在的安全风险，如病毒整合到基因组中可能导致基因突变。粒曼生物积累了200+种肿瘤细胞、正常细胞及原代细胞的编辑经验，形成了完善的转染方案优化流程，针对不同细胞的转染成功率达到80%以上。

 

基因编辑对细胞干性和分化潜能的影响：基因编辑可能会对人脂肪干细胞的干性和分化潜能产生影响。基因编辑过程中的细胞应激反应可能导致细胞的干性下降，影响其多向分化能力。粒曼生物通过大量实验优化了RNP（cas9+sgRNA）法的敲除成功率，3天即可完成靶向基因编辑，相对于慢病毒法或质粒法来说，RNP电转法通过瞬时穿孔，将RNP导入细胞，并快速达到基因组编辑效果，RNP在细胞内72小时降解，最大程度减少细胞的刺激。

4. 粒曼hADSCs细胞基因敲除示例