《Cytotherapy》:DEVELOPMENT OF A PRACTICAL GMP-COMPLIANT MANUFACTURING PROCESS FOR T CELL-DERIVED INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS.
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制造符合GMP标准的自体诱导多能干细胞(iPSCs),通过Sendai病毒载体对健康男性供体外周血单核细胞(PBMCs)中富集的T细胞进行重编程,获得20个iPSC克隆,其中13个通过基因完整性、纯度和无菌性检测,揭示PRSS1基因缺失和Y染色体异常现象
Ruud Hulspas|Carolina Sasso|Amy Cunningham|José A Cancelas|Laurence M Daheron|Jerome Ritz
康奈尔与奥赖利家族细胞操作核心设施,达纳-法伯癌症研究所,Smith研究大楼,SM-1101,450 Brookline Avenue,波士顿,MA 02215
摘要
我们提出了一种符合GMP标准的自体诱导多能干细胞(iPSC)生产工作流程的实用方法。在该方法中,使用市售的GMP级Sendai病毒载体对来自健康男性捐赠者的活化、富集T细胞的外周血单核细胞(PBMCs)进行了重编程。最终获得了20个iPSC克隆,所有克隆均表现出高水平的多能性标志物(Oct-4和TRA-1-60的表达率超过85%,而SSEA-1的表达率低于1%)。通过TCR β链基因序列分析,确认了20个iPS系中有18个来源于T细胞。其中14个iPS系含有独特的、克隆间不同的TCR β链基因序列,表明它们来源于单个T细胞。值得注意的是,有三个系似乎来源于那些由于初始β链重排失败而未能发生等位基因排除的T细胞,导致这些克隆仅含有50%的功能性TCR β链基因序列。通过G带核型分析发现这三个系中存在额外的Y染色体,这些克隆均来源于同一个亲本克隆。对大约500个与癌症相关的基因(OncoPanel检测)进行靶向测序后发现,所有T细胞来源的iPSC系中均存在丝氨酸蛋白酶1基因(PRSS1)的重复缺失,且这种缺失在捐赠者的成熟、未重编程的T细胞中也存在。PRSS1基因位于TCR β位点,在TCR基因重排过程中经常发生缺失。在满足所有质量控制及放行标准后(包括无菌性、身份鉴定、载体清除和基因组完整性评估),我们获得了13个独特的T细胞来源的iPSC系,这些系被认为适用于后续的临床或转化应用。除了技术验证外,我们还描述了一种优化生产工作流程的方法,以提高临床环境中的操作效率。这些方法包括预先定义的流程暂停步骤,以管理人员和易过期材料,从而增强了在实际GMP合规工作环境中生产iPSC的可行性和可重复性。
章节摘录
引言
最初开发的符合cGMP标准的诱导多能干细胞(iPSC)生产流程侧重于非整合型重编程方法、使用临床级起始材料以及采用无动物成分的试剂[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]]。这些共同努力产生了多个临床级的iPSC系,为越来越多的利用多种iPSC衍生细胞类型的临床研究提供了支持。
T细胞富集与活化
捐赠者血液由Research Blood Components, LLC(马萨诸塞州沃特敦)提供。使用标准Ficoll-Paque?密度梯度离心法从48毫升全血中分离出外周血单核细胞(PBMCs)。细胞培养液为X-Vivo15/5% huAB血清(LONZA,美国马里兰州沃克斯维尔)和GeminiBio(美国加利福尼亚州西萨克拉门托),其中含有MACS?抗CD3和抗CD28抗体(分别为0.4 ng/mL和0.2 ng/mL,Miltenyi Biotec,德国贝吉施格拉德巴赫)以及白细胞介素-2(100 IU/ml)。
结果
为了提高我们基于T细胞的iPSC生产方法的实用性和可靠性,我们将整个过程分为四个模块:(1)PBMCs的处理;(2)T细胞的重编程和克隆;(3)iPSC种子系的建立;(4)主细胞库的生成(图1)。
在自体应用中,由于后续分化过程所需的iPSC数量较少,仅种子系阶段通常就能提供足够的起始材料。
讨论
我们提供了一个实际的例子,说明如何使用CTS? CytoTune? iPS 2.1 Sendai Reprogramming Kit [20]对来自健康捐赠者的活化、富集T细胞的外周血单核细胞进行重编程,从而产生了20个iPSC克隆。经过载体清除、流式细胞术检测多能性以及克隆性和基因组完整性的评估后,13个独特的iPSC系符合所有预定义的放行标准(补充表2)。无菌性检测并未使其不符合要求。