5月15日，中科院广州生物医药与健康研究院宣布，由该院承担的国家重大科研装备“全自动干细胞诱导培养设备”通过验收，这是国际上首台全自动的干细胞制备的设备。

      据了解，全自动干细胞诱导培养设备在干细胞获取领域取得从理论模型到制备整机技术的全线突破，可实现24人次为周期的细胞制备通量，实现干细胞自动化规模化的均质培养与扩增，为我国生物先进制造提供了上游细胞来源的装备保障。

      中科院广州生物院党委副书记段子渊说，项目团队历时4年，集智攻关，攻克了8项关键技术，其中包括2项核心技术，并取得多项创新成果。

      该设备的成功研制，标志着我国在干细胞装备领域的自主研发取得突破，推动了我国干细胞基础研究和临床应用的发展，为再生医学及精准医疗的研究奠定了装备基础。
 

实现了自动化诱导干细胞

      “全自动干细胞诱导培养设备”在国际上首次利用机器学习及人工智能算法，实现了对全能干细胞的自动化诱导。科研人员通过上万幅不同生长阶段的干细胞图像，对机器进行了训练，使其学会通过图像识别出干细胞的生长阶段，并自动根据不同的生长阶段给予不同的培养液。

      干细胞也被称为“万能细胞”，它是一类具有自我复制和分化功能的细胞，在医学上有极大的应用价值。一直以来，干细胞诱导、培养及筛选过程均只能依靠人工操作完成。

      所谓干细胞诱导，就是使我们身体已经分化了的细胞，例如表皮细胞、心脏细胞、神经细胞等，倒回它在胚胎时候的样子。回到了胚胎阶段的“全能干细胞”可以再次分化成我们需要的器官，例如，给心脏病患者提供一个全新的、不存在排异问题的心脏。

      “在诱导过程中细胞会出现一系列的变化。以往我们都是通过手工操作，要确定细胞是否已经开始分化了，只能靠显微镜看形态，再通过特定的分子标记进行检测确认。这样做既费事又费时，而且需要经过特殊训练的技术高手才能做成，”中科院广州生物医药与健康研究院党委副书记段子渊说。

      应用这套设备，即使一个没有经过培训的人员，也可以成功地诱导出干细胞。“要培养一个做iPSC（诱导多能干细胞）的专家，需要经过多年的培训，要投入很大资源。我们的设备可以让每个人都可以做出一流的iPSC，让偏远地区的人都有可能享受到再生医学的好处，让每个人在医疗面前都是平等的，”负责装备研制的张骁研究员说。

      在实现干细胞诱导流程的规范化与标准化的同时，也提高了工作效率，降低成本，提高了安全性。

全自动干细胞诱导培养设备操作台

干细胞技术 厚积薄发

      “过去几十年的研究使我们对细胞、干细胞的特性和分化规律有了深入的了解，只有认识了它的特性，才能进行精准定义、成功培育甚至于大规模地生产，” 中科院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿说。

      “在这个领域，中国具备比国外更好、更快开展研究和产业化进程的社会基础。”

      由于在疾病治疗和再生医学领域具有广阔应用前景，干细胞以及以干细胞为基础的再生医学研究被认为有可能成为继药物治疗、手术治疗后的第三代疾病治疗途径。世界各国的许多科学家们都纷纷踏上干细胞研究的漫漫征程，试图解开干细胞的秘密，找到解锁生命体再生的钥匙。

      但是，专家认为，干细胞的临床应用还有很长的路要走。“现在我们做的这一步是利用仪器自动地把体细胞诱导成多能干细胞，要实现临床的应用，还需要多能干细胞变成病人想要的细胞，这是下一步的工作，” 段子渊说。

      “将来国际主要竞争就是再生医学的竞争，再生医学主要就是干细胞的制备，我们如果可以在干细胞的制备上得到优势，就可以抢占这个高地，”裴端卿说。

国际领先

      这是国际首台拥有完全自主知识产权的自动化干细胞诱导培养设备，也是国际上第一个以治疗为目的的干细胞应用高通量设备。该自动化干细胞制备装置无人监守，完全以智能逻辑算法为核心控制架构。机台建立了从细胞培养、移液换液、显微在线观测、算法识别、克隆挑取的系统化平台，全程自动化可控，培养过程可以通过手机APP端监测。

      该设备不仅是一件科研“利器”，同时还具有极大的社会效益。它将促进诱导干细胞在再生医学研究领域的实际应用，改善我国高端生命科学仪器装备依靠欧美进口的局面，促进我国在干细胞装备领域的自主研发取得新的突破，推动我国干细胞基础研究和临床应用的快速发展，进一步为干细胞再生医学及精准医疗的研究奠定基础。