在再生医学的前沿，多能干细胞（PSCs）领域正在迅速向临床和商业应用推进。然而，制造过程中的可重复性和稳健性仍然是工艺开发的重要瓶颈。本研究利用垂直轮（VW）生物反应器系统，评估了五种不同PSC商业化培养基在短期和长期扩增人类诱导多能干细胞（hiPSCs）中的性能，旨在实现动态培养环境下的大规模和高质量的hiPSCs扩增。

PSCs因其自我更新和多向分化能力，成为再生医学的基础。然而，传统的静态培养方法在满足临床或商业应用中对大量细胞需求方面遇到了困难。因此，开发可扩展的生物反应器系统以实现PSCs的大规模扩增尤为重要。本研究的目的在于评估不同商业化培养基在VW生物反应器中扩增hiPSCs的效果，以及这些培养基在连续传代过程中的表现。

在设计生物过程时，考虑关键的过程输入变量（PIVs）以及它们如何影响过程输出变量（POVs）至关重要。此外，由于生物工艺是一个连续且动态的过程，理解每个PIV对主要POVs的响应也是重要的。本研究采用了为PBS垂直轮生物反应器中PSC聚集体短期培养而开发的基线方案，通过长期悬浮培养评估关键工艺属性。

本研究使用了三种hiPSC细胞系：4YA、TC1133和PLX1。在生物反应器培养前，细胞均在Matrigel包被的T-75培养瓶中使用mTeSR1培养基进行静态培养。随后，细胞被接种到PBS-01MiniVW生物反应器中，使用五种不同的商业化培养基：mTeSR1、CTSE8、StemFlex、PluriStem和NutriStem。在固定搅拌速度和定期更换培养基的条件下，对细胞生长动力学、聚集体形态、收获效率、基因组稳定性及功能性多能性等POVs进行了评估。

实验结果显示，所有测试的培养基均能在PBS-01Mini生物反应器中成功扩增hiPSCs聚集体。这一成功通过两个标准进行评估：（i）球形聚集体的光滑边缘和定义明确；（ii）细胞生长未出现长时间的滞后阶段，且增殖速率与文献中相关数据相当。尽管所有培养基均可扩增，StemFlex在6天内实现了470±(18)倍的扩增倍数，而其他培养基均只实现了约30倍的增殖。

在对细胞质量进行评估时，发现不同培养基对细胞的解离效率存在显著差异。尽管StemFlex和mTeSR1的细胞聚集体表现出较高的收获效率，分别为100%的恢复率，但CTSE8、PluriStem和NutriStem的细胞收获率显著较低，分别为29%、69%和47%。通过明场显微镜观察到，StemFlex和mTeSR1条件下的聚集体解离较为理想，而在CTSE8、PluriStem和NutriStem条件下则产生了较多未解离的聚集体和细胞碎片。

为了进一步验证这项技术的稳健性，本研究对使用StemFlex和mTeSR1的hiPSC细胞系TC1133和PLX1进行三轮连续传代扩增。结果表明，StemFlex和mTeSR1在每一轮培养中均具备稳定的细胞生长和高效的倍增能力，而其他三种培养基在连续传代中表现不佳，细胞增殖显著降低。

综上所述，本研究强调了选择和测试生物过程输入变量（PIVs）的重要性，并通过连续传代制定稳健的培养体系，为临床和商业PSC生产提供了有效的技术支持。通过使用尊龙凯时品牌的高质量培养基，研究发现StemFlex和mTeSR1可有效用于hiPSCs的长期悬浮培养，为从小规模和短期PSC协议向可预测的稳健生物过程转变奠定了基础。

如需在PBS反应器中进行iPSC扩增或分化测试，欢迎联系尊龙凯时以获取更多的技术支持。