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国际首台全自动诱导培养“万能细胞”的设备在广州诞生

2018-05-16 12:05 来源:南方日报

  干细胞是具有自我复制功能及多向分化潜能的细胞,医学界称为“万能细胞”,有广阔的应用前景。

  15日,中国科学院广州生物医药与健康研究院承担的国家重大科研装备研制项目“全自动干细胞诱导培养设备研制”顺利完成项目验收,标志着国际首台全自动干细胞诱导培养设备在广州诞生,极大地提高了干细胞的诱导培养效率。

  拥有完全自主知识产权

  中科院广州生物院党委副书记段子渊介绍,这个全自动干细胞诱导培养设备我国拥有完全自主知识产权,首次实现了以机器学习及人工智能算法为逻辑判定的细胞重编程命运的自动化诱导。为了让设备更“聪明”,该设备在技术人员的指导下,通过上万个训练案例的学习,不断优化调整。此前,技术验收专家曾表示,该设备整机技术及识别核心算法的应用已达国际“并跑”水平,个别关键技术实现了“领跑”。

  这个设备到底有多牛?目前,干细胞诱导、培养及筛选过程均只能依靠人工操作完成。“人工进行这些操作,就像在一整面墙上,寻找几颗沙子。”中科院广州生物院重大科研装备研制项目组副研究员樊科认为,干细胞诱导培养流程自动化的意义不仅在节约人力,更是推动我国干细胞基础研究和临床应用发展的“必经之路”。

  “我觉得它比我厉害。”国家万人计划拔尖人才、“973”计划首席青年科学家陈捷凯说,从诱导、筛选到提取干细胞,一个科学家至少需要一万小时的训练,而且人工操作存在效率低、成本高等问题。有了这个干细胞诱导培养领域的“超级AI”,不但能大大提高诱导培养效率,还能做到精准识别,并保证干细胞诱导培养的稳定性。

  准确率达99%

  中科院广州生物院重大科研装备研制项目组研究员张骁介绍,全自动干细胞诱导培养设备的准确率达99%。该设备的成功研制,改善了我国高端生命科学仪器装备几乎依靠欧美进口的局面,为降低细胞的生产成本、提高细胞制备质量、更广泛地服务临床奠定了装备基础。

  记者获悉,该设备由中国科学院广州生物医药与健康研究院完成研制,主要由自动化培养箱系统、自动化液体处理系统、显微在线观测系统、自动化克隆挑取系统、培养皿传送系统、设备控制系统六大模块组成。项目团队历时4年,攻克8项关键技术,其中包含2项核心技术,并取得多项创新性成果,首次实现了干细胞自动化、规模化的均质培养与扩增。

  未来可能应用于哪些领域?中科院广州生物院副院长潘光锦介绍,干细胞在基础研究和转化医学应用中具有重要意义,在再生医学、疾病模型、药物筛选、精准医学等领域具有广阔的应用前景。目前,诱导多能干细胞研究广泛应用于新药研发、神经损伤修复、心肌细胞修复、组织器官再生或移植等再生医疗研究领域。

  【记者】朱晓枫

  【通讯员】黄博纯

编辑: 张波尔
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