StemSpan™ 造血细胞培养基和添加物
可重复的造血干细胞与祖细胞扩增及分化
在StemSpan™无血清 造血细胞扩增培养基中添加造血生长因子和/或其他刺激物后,可促进正常或白血病人造血干细胞与祖细胞(HSPCs)的扩增,或谱系特异性分化。StemSpan™ StemSpan™ 扩增添加物是将重组人细胞因子与其他添加物经过预混合的混合物,当加入 StemSpan™ 培养基时,可选择性地扩增 CD34+ 干细胞与祖细胞,或刺激其分化为红系、髓系(粒细胞或单核细胞)或巨核细胞祖细胞。完整试剂盒包含培养基、添加物和基质,可在无基质条件下实现CD34+细胞向T细胞或NK细胞的扩增及谱系特异性分化。此外,包含培养基、添加物和小分子的试剂盒,可培养与扩增从慢性髓系白血病(CML)或急性髓系白血病(AML)患者样本中分离的CD34+细胞。
为何选择StemSpan™培养基与扩增添加物?
- 精心筛选的各组分可最大限度减少批次间差异,持续提供最佳的培养条件。
- 培养基不含细胞因子,可灵活添加 StemSpan™ 扩增添加物、细胞因子和/或其他添加剂。
- 与其他测试培养基相比,StemSpan™SFEM II 配合相应扩增添加物,能更高效地支持 CD34+细胞扩增及红系细胞、粒细胞、单核细胞和巨核细胞的分化。
- 除无血清且无异种成分的配方外,StemSpan™-AOF 是首个商业化的无动物成分的 HSPCs 培养基。
cGMP级造血干细胞扩增培养基
在开展造血细胞与基因治疗研究时,通常需要考虑下一步是否会进行临床转化。cGMP 级别的 StemSpan-AOF,不含动物源成分,助您更顺畅地通过监管审核。StemSpan™-AOF仅包含重组蛋白和合成组分,并按照相关cGMP标准在经过认证的质量管理体系下进行生产制造和测试,实现从实验室到临床的全方位应用。获取更多关于合规性的信息,请访问STEMCELL >
- 培养7天后可实现人脐带血来源CD34++细胞的20倍扩增
- 维持培养体系中原始的CD34brightCD90+CD45RA-细胞群比例
- 适用于基因组编辑实验方案
- 无动物成分及酚红
- 按照相关cGMP标准生产与测试
- 原材料全程可追溯
优势:
不确定哪款 StemSpan™ 配方适合您的研究?
根据需求选择最合适的 StemSpan™ 培养基——无论是CD34+细胞扩增,还是分化为红系细胞、粒细胞、单核细胞及巨核细胞。
实验数据

图1. 相比于测试的其他商业培养基,含CC100细胞因子混合物的StemSpan™ SFEM II无血清扩增培养基可更好地支持人CD34+细胞的扩增
将纯化的CB来源的CD34+细胞在StemSpan™ SFEM、SFEM II和AOF培养基以及其他公司的6种商业培养基(浅灰色柱;随机顺序,6种商业培养基包括StemLine II(Sigma)、HPGM(Lonza)、HP01(Macopharma)、SCGM(Cellgenix)、StemPro34(Life Technologies)和X-Vivo-15(Lonza))中培养7天。所有培养基均添加有StemSpan™ CC100细胞因子混合物(产品号 #02697)。竖线表示95%的置信区间。结果显示,除StemSpan™-AOF培养基,在 StemSpan™ SFEM II中产生的细胞数量细胞明显高于其他培养基中产生的细胞数量。(*P<0.05,配对t检验,n=6)。
注:所示的StemSpan™–AOF数据是使用原始的含酚红版本的StemSpan™– ACF(产品号 #09855)生成的。然而,内部测试表明,新的不含酚红、cGMP生产的StemSpan™–AOF(产品号 #100-0130)性能相当。

图2. 相比于测试的其他商业培养基,StemSpan™ 培养基可更好地支持人CD34+细胞和CD34bright细胞的扩增
将纯化的CB来源+细胞在 StemSpan™ 培养基(SFEM、SFEM II、AOF和XF,橙色柱)和其他五家供应商的培养基(商业化培养基,灰色柱)中培养7天。所有培养基均添加了 StemSpan™ CD34+扩增添加物 和UM171*如图1 所示,通过流式细胞术分析培养物中CD34+和CD34bright活细胞的(A)比例及(B)细胞扩增情况。与其他测试的商业化培养基相比,在 StemSpan™ 培养基中培养的 CD34+ 和 CD34bright 细胞的扩增显著较高( StemSpan™SFEM、SFEM II 和 XF 与其他五家商业化培养基相比时,P<0.05,采用单因素方差分析和Dunnett事后检验计算)。CD34bright细胞群富含功能性干/祖细胞(见图4)数据以平均值 ± SEM表示(n=8)。
*当使用终浓度为1μM的UM729(产品号 #72332)时,预计会得到类似的结果。 有关更多信息,包括比较UM171和UM729的数据,请参阅Fares et al., 2014。
注:所示的 StemSpan™–AOF 数据是使用原始的含酚红版本的 StemSpan™–ACF(产品号 #09855)生成的。然而,内部测试表明,新的不含酚红、cGMP生产的StemSpan™–AOF(产品号 #100-0130)性能相当。

图3. 通过流式细胞术分析在StemSpan™ SFEM II培养基中培养7天的动员的外周血CD34⁺细胞
将纯化的G-CSF动员外周血(mPB)来源的 CD34+ 细胞,在添加了StemSpan™ CD34+扩增添加物(产品号 #02691)和UM729(产品号 #72332)的StemSpan™SFEM II培养基(目录号100-0130)中培养7天。 7天后,细胞经CD34、CD45RA、CD90、EPCR和CD133荧光标记抗体以及活力染料 Zombie Yellow™ 染色,并用流式细胞仪进行分析。CD34与FSC散点图(左)中的水平虚线表示CD34标志物表达的荧光减一(FMO)对照。通过连续设门(橙色)确定图2、3、4中显示的活CD34bright活细胞、CD34bright CD90⁺CD45RA⁻ 活细胞及 CD34brightCD45RA⁻CD90⁺CD133⁺EPCR⁺ 活细胞的百分比。

图4. 相比于测试的其他商业培养基,StemSpan™ 培养基支持动员外周血来源的HSPCs达到同等或更高的扩增水平
将G-CSF动员外周血(mPB)来源的纯化CD34+细胞以10000细胞/mL的浓度分别接种于StemSpan™培养基(SFEM、SFEM II、AOF和XF,橙色柱)和其他六种商业化培养基(灰色柱)。所有培养基均添加StemSpan™ CD34+ 扩增添加物和UM729(1uM)。培养7天后,如图1所示,通过流式细胞术分析CD34bright、CD34brightCD45RA⁻CD90⁺ 及 CD34brightCD45RA⁻CD90⁺CD133⁺EPCR⁺活细胞的(A)比例与(B)扩增倍数。扩增倍数已根据 StemSpan™ SFEM 为基准进行标准化(柱上方数字表示接种 CD34+ 细胞的平均产量 ± SEM)。与测试的其他商业化培养基相比,StemSpan™ 培养基支持 CD34bright 细胞、CD34brightCD45RA⁻CD90⁺ 细胞及 CD34brightCD45RA⁻CD90⁺CD133⁺EPCR⁺ 细胞(后续各亚群的功能性干/祖细胞含量逐步增加)相当或更高的扩增水平。数据以平均值 ± SEM 显示,n =5。

图5. 通过有限稀释移植试验评估在StemSpan™-AOF或StemSpan™ SFEM II中扩增的脐带血CD34⁺细胞长期SCID重建细胞能力
扩增7天后,将10、100、250及2500个初始CD34⁺细胞的子代细胞静脉注射至亚致死剂量照射的NSG小鼠体内。对于未培养CD34⁺细胞,分别移植250、500和2500个细胞。移植后约20周检测小鼠骨髓中表达泛白细胞标志CD45的人源细胞比例。并以 >0.1% CD45⁺ 细胞作为判定小鼠是否成功移植的阈值。使用 Walter and Eliza Hall医学研究所的 ELDA软件进行极限稀释分析。长期造血干细胞(LT-HSC)比例(红线)及95%置信区间(方框)以“1/初始CD34⁺细胞数(相当于第0天)”表示;n=2次独立实验,每次实验每组2-7只小鼠。显著性水平*P<0.001(卡方检验)。与新鲜CD34⁺细胞相比,StemSpan™ SFEM II和StemSpan™-AOF扩增的细胞分别使LT-HSC增加约36倍和17倍,其SCID重建细胞(SRC)比例分别为1/23、1/48和1/835(对应StemSpan™ SFEM II、StemSpan™-AOF及新鲜对照组)。

图6. 相比于测试的其他培养基,含红系细胞扩增添加物的 StemSpan™ SFEM II 无血清扩增培养基支持更好的红系细胞扩增
在含有StemSpan™红系细胞扩增添加物(产品号 #02692)的 StemSpan™ SFEM(黑色柱)、SFEM II(灰色柱)和 StemSpan™–ACF红系细胞扩增培养基(ACF–E,橙色柱-)中培养纯化的脐带血 CD34+ 细胞(n = 5),14 天后统计产生的红系细胞平均数量。图示为每接种一个 CD34+ 细胞生成的表达CD71和/或血型糖蛋白A(GlyA)的红系细胞数量。(B) 图中显示了上述培养体系中生成的不同红系细胞亚群比例,包括CD71+GlyA+幼红细胞、未成熟的CD71+GlyA-红系祖细胞与原幼红细胞,以及CD71-/lowGlyA+晚幼红细胞。三种培养基均支持每孔接种的脐带血 CD34+细胞生成数千个红系细胞。

图7. 与测试的其他培养基相比,含巨核细胞扩增添加物的 StemSpan™ SFEM II 无血清扩增培养基支持更好的巨核细胞扩增
将纯化的脐带血CD34⁺细胞在StemSpan™ SFEM(深灰色柱)、SFEM II(金色柱)、AOF(橙色柱)以及其他6种商业化培养基(浅灰色柱;按随机顺序包括:StemLine II (Sigma)、HPGM (Lonza)、HP01 (Macopharma)、SCGM (Cellgenix)、StemPro34 (Life Technologies) 和X-Vivo-15 (Lonza))中培养14天后获得巨核细胞,以StemSpan™ SFEM培养基中的值为基准进行标准化。所有培养基均添加了StemSpan™巨核细胞扩增添加物(产品号 #02696)。竖线表示95%置信区间。StemSpan™系列培养基生成的细胞数量显著高于其他培养基(*P<0.01,配对t检验,n=6)。
注:所示的StemSpan™–AOF数据是使用原始的含酚红版本的 StemSpan™–ACF(产品号 #09855)生成的。然而,内部测试表明,新的不含酚红、cGMP生产的StemSpan™–AOF(产品号 #100-0130)性能相当。
表1. 人脐血CD34+细胞在含髓系扩增添加物或髓系扩增添加物 II 的 SFEM II 培养基中生成髓系细胞

结果显示在含有髓系扩增添加物(n=14)或髓系扩增添加物II(n=16)的SFEM II培养基中培养14天后,每接种一个人脐带血CD34+细胞产生的总有核细胞(TNCs)数量,以及髓系标志物CD13、CD14和CD15阳性细胞的百分比。*95%置信区间(CL);代表95%结果通常落入的范围。

图8. 在含髓系扩增添加物的 StemSpan™ SFEM II 培养基中扩增和谱系特异性分化人骨髓来源细胞以生成 CD13+ 和 CD15+ 髓系细胞
流式细胞术点图显示人骨髓来源CD34+细胞在含髓系扩增添加物的 StemSpan™ SFEM II 培养基中培养14天:(A)培养前和(B)培养14天后 HSPC 标志物 CD34 与泛造血标志物CD45的表达,(C)培养14天后髓系标志物 CD13 和 CD15 的表达。结果显示,CD34+ 细胞比例从培养前的83%降至培养14天后的约1%。与此同时,髓系 CD13+CD15+ 细胞比例从第0天的<10%逐渐增加至第14天的46%。培养后CD14+细胞比例较低(通常<10%)。

图9. 含髓系扩增添加物II的StemSpan™ SFEM II培养基中扩增和谱系特异性分化人脐带血CD34+细胞以生成CD14+单核细胞
流式细胞术点图显示人脐带血 CD34+ 细胞在含髓系扩增添加物II的StemSpan™ SFEM II培养基中培养14天,(A)培养前和(B)培养后CD34与CD45的表达,以及(C)扩增细胞中 CD13 和 CD14 的表达。结果显示,CD34+ 细胞比例从培养前的87%降至14天后的 <1%。CD14+单核细胞比例从第0天的<5%增至第14天的90%。

图10.培养42天后CD4未成熟单阳性细胞与CD4+CD8+双阳性细胞的比例及得率
使用 StemSpan™ T细胞生成试剂盒(产品号 #09940)培养脐带血来源的CD34+细胞(新鲜或冻存)42天,(A)通过流式细胞术检测CD4、CD8、CD3和TCRαβ表达,CD4未成熟单阳性细胞、CD4+CD8+双阳性细胞和表达 CD3+TCRαβ+的双阳性细胞(CD4+CD8+CD3+TCRαβ+)的平均(B)比例和(C)得率。结果显示,平均38%的活细胞为DP细胞(CD4++),其中35%共表达CD3和TCRαβ。每接种一个CD34+细胞产生的总DP细胞与CD3+TCRαβ+ DP细胞分别约为23,000个和9,000个。数据以平均值及95%置信区间表示(n = 31)。

图11. 培养49天后CD8单阳性T细胞比例和得率
在含T细胞祖细胞成熟化添加物(产品号 #09930)、IL-15(产品号 #78031)和 ImmunoCult™ CD3/CD28/CD2 T细胞激活剂(产品号 #10970)的StemSpan™ SFEM II培养基中继续培养 CD4+ CD8+ 双阳性细胞7天,使其进一步成熟为CD8 单阳性T细胞。第49天时,(A)通过流式细胞术分析细胞 CD3、TCRαβ、CD4和CD8的表达情况,(B)表达CD3+TCRαβ+的细胞及其亚群的比例和得率。结果显示, CD3+TCRαβ+细胞中大约54%为DP(CD4+CD8+),38%为CD8 SP(CD4-CD8+)。每接种一个CD34+细胞平均产生约6,000个CD8 SP T细胞。CD3+TCRαβ+ CD4 SP(CD4+CD8-)T细胞的检出率极低(数据未显示)。数据以平均值及95%置信区间表示(n = 12)。

图12. 培养28天后CD56+ NK 细胞的比例与得率
使用 StemSpan™ NK 细胞生成试剂盒(产品号 #09960)培养脐带血来源的CD34+细胞(新鲜或冻存)28天,收获的细胞通过流式细胞术分析(A,B)CD56和(A)NKp46的表达情况。(B) CD56+ NK 细胞比例。通过光散射图和活细胞染色排除死细胞。(B)第28天时 CD56+ NK 活细胞的平均比例为77%,每接种1个脐带血 CD34+ 细胞可产生约9,000个 CD56+ NK 细胞。数据以平均值及95%置信区间表示(n=45,其中23例为新鲜分离样本,22例为冻存样本)。同时使用 StemSpan™ NK 细胞生成试剂盒培养骨髓来源的 CD34+ 细胞以分化为 NK 细胞,BM HSPC 的 NK 细胞得率通常低于 CB,平均每接种一个 CD34+ 细胞约产生75个NK细胞(n = 3,未显示数据)。

图13. 相比于测试的其他商业化培养基,StemSpan™ 培养基对人原始 CD34brightCD90+CD45RA- 细胞的扩增效果相当或更优
将纯化的脐带血来源 CD34+ 细胞在 StemSpan™ 培养基(SFEM、SFEM II、AOF和XF,橙色柱)和其他五种商业化培养基(灰色柱)中培养7天。所有培养基均添加了 StemSpan™ CD34+ 扩增添加物和 UM171*。如图1所示,通过流式细胞术分析培养物中 CD34+CD90+CD45RA-(实线)和 CD34brightCD90+CD45RA- (虚线叠加部分)活细胞的(A)比例及(B)扩增情况。与测试的其他商业化培养基相比,StemSpan™ 培养基对 CD34brightCD90+CD45RA- 细胞的扩增效果相当或显著更优(当 StemSpan™ SFEM II 和 XF 与其他五家商业化培养基相比时 P<0.05,采用单因素方差分析及 Dunnett 事后检验计算)。CD34brightCD90+CD45RA- 细胞群富含功能性干/祖细胞。数据以平均值 ±SEM 表示(n=8)。
当使用终浓度为 1μM 的 UM729(产品号 #72332)时,预计会得到类似的结果。有关更多信息,包括比较 UM171 和 UM729 的数据,请参阅 Fares et al., 2014。
注:所示的 StemSpan™–AOF 数据是使用原始的含酚红版本的 StemSpan™– ACF(产品号 #09855)生成的。然而,内部测试表明,新的不含酚红、cGMP 生产的 StemSpan™–AOF(产品号 #100-0130)性能相当。

图14. 在基因组编辑应用中,与其他商业化培养基相比,StemSpan™ 培养基能更好地支持 CD34+ 及原始 CD34+CD90+CD45RA- HSPC的扩增
纯化的脐带血来源 CD34+ 细胞在特定 StemSpan™ 培养基(StemSpan™ SFEM II 或 StemSpan™-AOF,橙色柱)或其他五种商业化的无异源成分培养基(灰色柱)中培养2天。所有培养基均添加了 StemSpan™ CD34+ 扩增添加物和 UM171*。随后使用含有靶向β-2微球蛋白(B2M)的 crRNA:tracrRNA 的 Arcitect™ CRISPR-Cas9 RNP复合物对细胞进行电转,并在相同条件下继续培养4天。通过 MHC-I 染色和流式细胞术分析,所有培养基组均达到70-80%的相似敲除率。电转后4天,通过流式细胞术测定(A)CD34+ 细胞的比例(B)CD34+CD90+CD45RA 细胞的比例。
*数据以平均值±标准差(n=4名供体;**P<0.01)。当使用终浓度为 1μM 的 UM729(产品号 #72332)时,预计会得到类似的结果。有关更多信息,包括比较 UM171 和 UM729 的数据,请参阅Fares et al., 2014。
注:所示的 StemSpan™–AOF 数据是使用原始的含酚红版本的 StemSpan™– ACF(产品号 #09855)生成的。然而,内部测试表明,新的不含酚红、cGMP 生产的 StemSpan™–AOF(产品号 #100-0130)性能相当。

图15. CD34+ 慢性髓系白血病细胞在培养期间维持集落形成潜能
在 CD34+ 细胞分选后立即(第0天)或扩增7/14天(含或不含 UM171)后,使用 MethoCult™ H4435富集培养基对CML细胞进行集落形成实验(如图2所示)。在含 CD34+ 扩增添加物(Exp)的 StemSpan™ SFEM II 培养基中(含或不含UM171)培养14天后,(A)使用 STEMvision™ 对集落进行成像并通过数字图像进行手动计数。(B)集落形成单位(CFU)产量以每接种一个 CD34+ 细胞生成的总集落数表示。各柱状图上方的数字表示BCR-ABL阳性集落比例,该数据通过对6个不同样本中手工挑取的单个集落进行 qRT-PCR 测定(每个样本每个条件挑取8-12个集落)。添加了 CD34+ 扩增添加物(Exp)的 SFEM II 培养基支持培养体系中集落形成祖细胞的扩增。添加 UM171 可进一步提升集落形成祖细胞的产量(第7天约3.5倍扩增,第14天约8倍扩增)。单集落qRT-PCR分析显示:第0天样本产生的集落,以及经过7天和14天扩增的细胞产生的集落,主要为BCR-ABL+,但也存在少量正常BCR-ABL-祖细胞。数据以平均值 ± SEM 显示,n =3。P值采用双尾配对Student t检验计算(*P<0.05)。

图16. CD34+急性髓系白血病细胞在培养期间维持集落形成潜能
在 CD34+ 分选后立即(第0天)或扩增 7/14天(含或不含 UM171)后,使用 MethoCult™ H4435 富集培养基对AML细胞进行集落形成实验(如图3所示)。培养14天后,(A)使用 STEMvision™ 对集落进行成像并通过数字图像进行手动计数。(B)集落形成单位(CFU)产量以每输入一个CD34+细胞生成的总集落数表示。添加了CD34+
科学资源
关键应用
体外生成成熟血细胞
Leberbauer et al. (2005)不同甾体激素共同调控人红细胞祖细胞的长期扩增和终末分化。105年血(1)
随机二世
Huijskens et al. (2014)技术进步:抗坏血酸诱导人造血干细胞在缺乏基质细胞的情况下产生双阳性T细胞。中华生物医学杂志,1996 (6)
CC100
Kumkhaek et al. (2013)MASL1诱导人促红细胞生成素依赖性CD34的红细胞分化+通过Raf/MEK/ERK通路血121 (16)
CC110
Gaikwad et al. (2007)真性红细胞增多症患者红细胞祖细胞的体外扩增导致JAK2V617F等位基因的降低。Exp Hema 35(4)
体外扩增HSPCs以实现移植后快速/持续的造血功能恢复
生成靶细胞以进行重编程,用于制备诱导多能干细胞
Ohmine et al. (2011)从gmp级造血祖细胞和单核髓细胞诱导多能干细胞。干细胞研究与治疗2(6)
转基因至HSPCs
Lechman et al. (2012)miR-126活性的衰减在体内扩展HSC而不耗尽。干细胞11(6)
随机二世
Buechele C等人(2015)人CD34+造血细胞基因组编辑诱导MLL白血病。血。打印前Epub