技術名稱 適用於細胞免疫治療的成體幹細胞體外增殖誘導與冷凍保存整合系統
計畫單位 元智大學
計畫主持人 姚少凌
技術簡介
2018年「特管辦法」公告開放六大類自體細胞/免疫治療的治療項目,相較於傳統的藥物、手術、化放療等方式,有著安全、低副作用且低復發率等優點。然亦有應用上的限制,如:收集可供移植幹細胞的數量不足、缺乏幹細胞定向誘導的方法與缺乏幹細胞長期冷凍保存技術。鑑於上述限制,本技術發明多種不含血清(serum)、血漿(plasma)、不具飼養層細胞(feeder layer)的幹細胞體外增殖、定向誘導分化以及冷凍保存等技術並整合之,本整合系統不僅能大幅降低常用冷凍保護劑-二甲基亞碸(DMSO)的使用量(僅需2%),以減少治療時二甲基亞碸所引發之副作用,更重要的是全程無異種動物來源物質的添加與接觸,屬於化學成分明確(chemical defined)的系統,符合臨床應用的規範。相關描述如下:

人體中含有多種稀少的幹細胞,包含造血幹細胞、間質幹細胞與內皮前驅細胞等,具有快速生長與多向分化的能力,在細胞免疫療法具有高度的應用性。然而幹細胞數量不足是最主要的應用瓶頸,常導致術後恢復遲緩或治療失敗。此外所收集的幹細胞,並非立即進行移植治療,故需運用冷凍保存技術進細胞保存,以供未來在保有幹細胞功能性的情況下進行移植。
血清或血漿含有多種的營養源、荷爾蒙、生長因子、細胞激素與貼附因子等,故常使用於細胞培養與冷凍保存。但其價格昂貴,且有著動物性病原體的污染、成分複雜、批次變異大、部分因子可能引發免疫反應及誘導幹細胞分化等疑慮,故不允許用於人體醫療。二甲基亞碸是常見的冷凍保護劑,但二甲基亞碸會誘導幹細胞分化與引起細胞粒線體凋亡,前述諸多副作用導致在冷凍細胞時所添加的濃度有嚴格限制,且細胞移植前的清洗程序需確實。

本技術開發並整合多種幹細胞的體外增殖、定向誘導分化以及長期冷凍保存系統,利用實驗設計的方法,篩選出多種有效活性物質並最適化其組成,在化學組成明確且符合cGMP與cGTP規範的條件下,可在十天內大量增殖幹細胞數量超過百倍以上,並可再進一步專一誘導造血幹細胞成為自然殺手細胞、嗜中性白血球、樹突狀細胞、血小板前驅細胞以及紅血球等;誘導間質幹細胞分化成為硬骨、軟骨與脂肪;誘導內皮前驅細胞分化為血管內皮層(數量皆可超過千萬細胞等級)。本整合系統亦提供了一個極低二甲基亞碸濃度配方的冷凍保存系統,能長期保存幹細胞並維持凍後的存活率與功能性,高度適用於細胞治療與免疫治療相關的產業與研究。
科學突破性
本技術之科學突破性在於整合多種幹細胞的增殖、定向誘導以及冷凍保存系統,在化學組成明確且符臨床規範下,可增殖多種幹細胞達百倍與定向誘導成為多種成體細胞達千萬數量,並完成動物試驗。與國際大廠的產品相比,本技術有更佳的幹細胞增殖能力,另可在2%二甲基亞碸的條件下,達到近100%凍後存活率,優於市場上產品。
產業應用性
本技術主要應用於細胞治療、免疫治療、疫苗開發、臨床試驗以及細胞培養相關的產業,同時可用於相關基礎研究的擴展。除了在多種成體幹細胞(例如造血、間質、血管內皮、小腸等幹細胞)、胚胎幹細胞、誘導性多功能幹細胞、各種血液免疫細胞的大量體外無血清增殖培養與誘導外,亦可用於上述細胞、植物細胞或微生物的冷凍保存。
關鍵字 成體幹細胞 增殖 誘導 冷凍保存 細胞治療 免疫治療 無血清 化學限定 培養基 量產
備註
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