原能细胞全程冷链保护自动化存储与手动化存储对细胞的影响对比实验

本文作者：徐艳红、王美霞、陈思晔、应碧、于瑶、许志峰、张雪宾、王建信、刘威、郭昊*、何晓文*

*通讯作者。邮箱：peterhe@canature.com (何晓文)，guohao@origincell.com (郭昊)
 

细胞资源被视为细胞生物科技行业的发展基石，如何安全、长期、有效地保存这些珍贵的生命资源，是行内亟需解决的重要问题。

本次实验以全自动深低温生物样本存储设备—BSN-500、手动液氮罐两款细胞存储设备为例，以外周血单核细胞(PBMCs)、培养T细胞（T cells）和脐带来源的间充质干细胞(UC-MSCs)为研究对象，探讨温度波动对细胞活性和功能的影响。

数据显示，手动液氮罐低温存储的PBMCs、培养的T细胞和MSCs的活率、回收率和增殖活性与提取周期呈负相关，而全自动设备（BSN-500）可以保护样品不受温度波动的影响。

值得注意的是，该全自动系统还保证了PBMCs有较好的增殖能力和MSCs的多谱系分化能力，表明该全自动系统可以解决大规模开发生物库过程中温度波动的影响。（下文将展示部分实验数据）。

实验装备展示

1、全自动深低温生物样本存储系统——BSN-500.
该装备由原能细胞自主研发，实现了样本在存取过程的全自动化，保证样本全程处于深低温冷链环境。

（BSN-500）

2、手动液氮罐

市面常见的液氮罐，需要手动操作。

实验步骤


1、我们设计了一个简单机器手臂模拟人工手动操作，将细胞从液氮罐取出至室温，待样品温度升至-60℃时，再将细胞放回到液氮罐，如此反复存取至400次。

2、与此同时，在低于-150℃的BSN-500全程冷链系统中，用同批次的PBMCs、T cells、MSCs 反复存取至400次。


实验对象一：PBMCs


人类外周血单个核细胞(PBMCs)，在传染病和临床疫苗研究中均有重要应用，且在当前和未来免疫治疗领域，已成为不可替代的一部分。


在本次实验中，我们测试了不同存取设备不同提取次数对PBMCs增殖的影响。

实验证明：原能细胞的BSN-500可避免细胞在存取过程中的温度波动，使得PBMCs在经过400次存取后，PBMCs仍有较好的增殖能力。而手动存取的PBMCs，会随着提取次数的增加，细胞增殖能力显著下降。

实验数据来源于6例志愿者的PBMCs扩增倍数的平均值。(****，p≤0.001，采用两因素方差分析方法)。

实验对象二：T cells

T cells是淋巴细胞的主要组分，它具有多种生物学功能，如非特异性杀伤肿瘤细胞，辅助或抑制B细胞产生抗体，对特异性抗原和促有丝分裂原的应答反应以及产生细胞因子等，是身体中为抵御疾病感染、肿瘤而形成的英勇斗士。
在本次实验中，我们测试了不同存取设备不同提取次数对T cells增殖的影响。

实验证明：经过400次存取后，原能细胞的BSN-500，可以有效避免在存取过程中的温度波动，T cells仍有较好的增殖能力。而手动存取的T cells，会随着提取次数的增加，细胞增殖能力显著下降。
 
实验数据来源于6例志愿者的T cells扩增倍数的平均值。(****，p≤0.001，采用两因素方差分析方法)。

实验对象三：MSCs

间充质干细胞(MSCs)越来越多地被用作研究治疗免疫功能障碍和退行性疾病的产品。通常，MSCs从组织中分离出来，在体外扩增培养至一定数量，冷冻保存直到使用。MSCs治疗的安全性和有效性将取决于MSCs的表型和功能，存取过程中温度的变化可能会改变这些特性。

在本次实验中，我们试了不同存取设备不同提取次数对脐带来源的间充质干细胞(UC-MSCs)多系分化潜能的影响。经400次存取后，用成脂和成骨分化培养基诱导，分别在培养至d8和d15用中性脂肪滴染色液和茜素红染色并拍照。

实验证明：原能细胞BSN-500可以有效避免细胞在存取过程中的温度波动，使得UC-MSCs多系分化潜能（成骨和成脂肪）不变。而手动存取的UC-MSCs多系分化潜能（成骨和成脂肪）显著下降。

实验结论

实验证明，原能细胞自主研发的全自动深低温生物样本存储系统BSN-500，可以有效避免因为反复提取的温度波动，而导致对细胞活率、回收率、扩增和分化潜能以及其他生物学功能的影响和损害，所以自动化装备对细胞存储意义重大。（文中仅展示部分实验数据）。