Cellartis®干細胞研究用系列產品介紹之
DEF-CS：單個干細胞基因操作實驗的理想選擇
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1. 單個干細胞基因操作的必要性
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TALEN和Crispr-Cas9這些新方法的出現，使得對于細胞某個核酸區域可以進行相當準確的靶向攻擊。但是，到目前為止，這些方法還不能做到把目標核酸位點進行劇本式的改造。通常，都是在基因操作后，對于得到的細胞進行目標核酸測序，寄希望于在這些候選的克隆中（clones）篩選得到理想的基因改造結果。
設想一個例子，假設某研究團隊想研究某個調控基因的啟動子區域是如何參與基因調控的。他們利用Crispr-Cas9定點地攻擊這個目標啟動子。根據Crispr-Cas9的特點，在某一次這種定點攻擊后，核酸傷口（DNA lesion）通過修復機制可以愈合，而愈合的過程會造成許多不同的后果，可能是增加了新的堿基，可能是減少了堿基，可能是堿基替換。對于研究團隊來講，他們希望獲得盡可能多樣化的愈合結果，這樣才能在后期的分析中，獲得在啟動子中哪個或是哪些堿基是起作用的。
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2. 單個干細胞基因操作的困難
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目前，單個干細胞基因操作存在的巨大挑戰發生在基因操作后的細胞恢復過程。干細胞在基因操作過程中，需要經歷幾個如轉染、電擊等破壞性過程，這對細胞活性是個挑戰。更為重要的是，目前市面上主流的干細胞培養基里面，干細胞是貼壁、成集落式的生長。這就是說，一般地，干細胞的生長是一個群體性過程，細胞和細胞之間的交互是個重要的因素。那么，在干細胞進行基因操作后，需要以單細胞懸液和單細胞鋪板的形式進行細胞恢復，這會對于干細胞的恢復生長造成非常大的負面影響。
因此，DEF-CS是單個干細胞基因操作的理想選擇。和目前市場上知名的Life Technologies和STEMCELL Technologies 的相關產品不同的是，DEF-CS在設計上就是支持單細胞生長的，如下圖所示，干細胞在DEF-CS培養基里的生長方式是貼壁、單細胞平層生長；而在mTeSR 1培養基 (STEMCELL Technologies)和 Essential 8培養基 (E8; Life Technologies)中，細胞是貼壁、成聚落（即非單細胞平層）式生長。
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*實驗結果來源于clontech網站
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http://www.clontech.com/CN/Products/Stem_Cell_Research/Culture_and_Cryopreservation/xxclt_
displayImage.jsp?img CntId=109300&sitex=10022:22372:US
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3. 在維持單個干細胞活性方面，DEF-CS有顯著優勢
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下圖展示的實驗結果說明，DEF-CS在維持單個細胞的恢復性生長方面有質的優勢。圖中橫坐標軸代表加到培養孔（well）中干細胞懸液內所包含的干細胞數，依次是444.4個/well, 148.1個/well, 49.4個/well, 16.5個/well, 5.5個/well, 1.8個/well, 1.0個/well, 0.5個/well；縱坐標代表每個孔中經過細胞恢復后，形成了健康的貼壁生長細胞的百分比。在懸液包含444.4個/well的情況時，假如一共添加了100個well, 其中全部的well中出現了健康的細胞恢復生長，形成的有效克隆率是100%；當懸液中的細胞含量大于1.8個/well時，DEF-CS與Vendor1相比，形成的有效克隆率基本一致，但是，當懸液中的細胞數為1個或0.5個時，DEF-CS的效率明顯高于其他的競爭產品。這說明，DEF-CS在維持單個干細胞的活性方面，與目前市面上的產品比起來，有顯著優勢。
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*實驗結果來源于clontech網站
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http://www.clontech.com/US/Products/Stem_Cell_Research/Resources/Technical_Notes/DEF-CS_Single-Cell_Cloning
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4. 采用DEF-CS進行單個干細胞傳代操作后，干細胞全能性保持上有顯著優勢
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做單個干細胞基因操作的研究人員，除了關心單個干細胞的存活率以外，還需確保存活下來的單個干細胞仍然保留著發育全能性。
下面的實驗結果說明，DEF-CS培養體系在這點上，具有很大優勢。下圖是流式細胞儀的測試結果，人類誘導多能干細胞株chiPSC22分別使用DEF-CS，vendor1，vendor2培養基，進行單個細胞恢復實驗（即懸液中只包含1個干細胞），挑選出五個可以恢復生長的克隆來。對于每個恢復的克隆，用兩種標記干細胞全能性的特異性抗體同時進行檢測，第一種是TRA-1-60(藍色)，第二種是SSEA-4（粉色），綠色表示可同時檢測出這兩種抗體。觀察chiPSC22的生長情況，發現vendor2產品培養體系中挑選不到恢復的克隆，而在DEF-CS培養體系中挑出的5個克隆，雙標記同時檢測出的都接近100%，細胞性表現良好的全能性；vendor1產品培養體系中挑出了5個克隆，而陽性率最高達到50%，由此能說明DEF-CS培養體系中恢復的單個干細胞克隆，可以很好地保持干細胞的全能性。
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*實驗結果來源于clontech網站
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http://www.clontech.com/US/Products/Stem_Cell_Research/Resources/Technical_Notes/DEF-CS_Single-Cell_Cloning
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DEF-CS產品信息：
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http://www.takara.com.cn/ProductShow.aspx?m=20160307140053500605&productID=20160307140359660608
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