人类多能干细胞（hPSCs）具有几乎能分化为任何细胞类型的能力，从而使它们成为研究早期人类发育和疾病的一种动态工具，但这要取决于它们的培养环境。研究人员运用一种称为试验设计（DOE）的强大的统计工具以确定最佳的细胞培养方案来培养和增殖hPSCs。

发表于5月4日在线版的科学报道（Scientific Reports）杂志上的研究中，加州大学圣地亚哥医学院的研究人员使用一个称为“实验设计”（DOE）的强大的统计工具以确定最佳的细胞培养方案来培养和增殖hPSCs。

“目前，存在着多种未被优化甚至是化学成分未被确定的培养方法和培养基。基于批次之间培养基的变化，存在着一些可能会影响干细胞生长的因素。”加州大学圣地亚哥分校的儿科部和细胞与分子医学部副教授AlyssonMuotri博士说道。 “这会在很多方面影响科学性，例如它会使培养进程减慢因为条件可能不够纯净。同时它也会使其他实验室难以验证实验数据，因为他们所使用的培养基可能和最初实验所用的不一样。”

Muotri和其同事使用DOE来检测hPSC培养基中所用的两个关键生长因子：碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和神经调节蛋白-1 beta 1（NRG-1 beta 1）。DOE经常用于科学工作上来测量和解释数据的变化，但在生物学上并不经常使用，Muotri说道。

“如果你问一个学生物的学生一个酶的理想温度和pH值，他/她将尝试在一个实验中确定最佳温度，而在另一个实验中确定最佳pH值，然后学生将会得出错误的最佳温度和pH值，”Muotri说。“所缺少的是温度和pH值之间的相互关系。最佳工作温度可能不是最优的pH值条件。DOE可同时考虑到多种因素之间的正，负或中性的相互作用”。

在早期的工作中，研究人员分析了hPSC培养基中数百个其他因子，然后确定了bFGF和NRG-1beta1这两种因子。但是他们注意到该发现是不固定的。“如果发现影响hPSC增殖的新因素，我们可以将它添加到我们的DOE矩阵中来快速测试并重新配制培养基，”Muotri说。

研究者希望他们的发现将会给hPSC的培养基带来一个新标准。“世界上的任何实验室都能使用相同的配方，没有差异，”Muotri说。“我们也认为这种方法可能在人类干细胞分化时对培养条件的改进中得到应用。理想情况下，我们想要建立一种过渡型培养基配方来模拟人类胚胎中细胞类型特异化时发生的微妙改变。”

Muotri说他的团队正在与加州大学圣地亚哥分校技术转让办公室合作来寻找行业合作伙伴，以使这项新技术可以让所有研究hPSCs的实验室进行访问。