Human pluripotent stem cells (hPSCs) can be expanded and differentiated in vitro into almost any adult tissue cell type, and thus have great potential as a source for cell therapies with biomedical application. In this study, a fully-defined polymer synthetic substrate is identified for hPSC culture in completely defined, xeno-free conditions. This system can overcome the cost, scalability and reproducibility limitations of current hPSC culture strategies, and facilitate large-scale production. A high-throughput, multi-generational polymer microarray platform approach was used to test over 600 unique polymers and rapidly assess hPSC-polymer interactions in combination with the fully defined xeno-free medium, Essential 8TM (E8). This study identifies as novel nanoscale phase separated blend of poly(tricyclodecane-dimethanol diacrylate) and poly(butyl acrylate) (2:1 v/v), which supports long-term expansion of hPSCs and can be readily coated onto standard cultureware. Analysis of cell-polymer interface interactions through mass spectrometry and integrin blocking studies provides novel mechanistic insight into the role of the E8 proteins in promoting integrin-mediated hPSC attachment and maintaining hPSC signaling, including ability to undergo multi-lineage differentiation. This study therefore identifies a novel substrate for long-term serial passaging of hPSCs in serum-free, commercial chemically-defined E8, which provides a promising and economic hPSC expansion platform for clinical-scale application.

中文翻译：

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为人类多能干细胞扩增的无异种，长期培养的新型聚合物的发现。

人多能干细胞（hPSC）可以在体外扩增和分化成几乎任何成年组织细胞类型，因此具有巨大的潜力，可作为生物医学应用的细胞疗法的来源。在这项研究中，确定了完全定义的聚合物合成底物，用于在完全定义的无异源条件下进行hPSC培养。该系统可以克服当前hPSC培养策略的成本，可扩展性和可再现性限制，并有助于大规模生产。高通量，多代聚合物微阵列平台方法用于测试600多种独特的聚合物，并与完全定义的无异种培养基Essential 8TM（E8）结合使用，快速评估hPSC-聚合物之间的相互作用。这项研究确定了新型的纳米级相分离的聚（三环癸烷-二甲醇二丙烯酸二甲酯）和聚（丙烯酸丁酯）（2：1 v / v）的共混物，它支持hPSC的长期扩展，可以很容易地涂布到标准培养皿上。通过质谱和整联蛋白阻断研究对细胞-聚合物界面相互作用的分析为E8蛋白在促进整联蛋白介导的hPSC附着和维持hPSC信号转导（包括经历多谱系分化的能力）中的作用提供了新颖的机理见解。因此，本研究确定了在无血清，商业化学定义的E8中hPSC的长期连续传代的新型底物，这为临床规模的应用提供了有希望且经济的hPSC扩展平台。它支持hPSC的长期扩展，并且可以很容易地涂在标准培养皿上。通过质谱和整联蛋白阻断研究对细胞-聚合物界面相互作用的分析为E8蛋白在促进整联蛋白介导的hPSC附着和维持hPSC信号转导（包括经历多谱系分化的能力）中的作用提供了新颖的机理见解。因此，本研究确定了在无血清，商业化学定义的E8中hPSC的长期连续传代的新型底物，这为临床规模的应用提供了有希望且经济的hPSC扩展平台。它支持hPSC的长期扩展，可以很容易地涂在标准培养皿上。通过质谱和整联蛋白阻断研究对细胞-聚合物界面相互作用的分析为E8蛋白在促进整联蛋白介导的hPSC附着和维持hPSC信号转导（包括经历多谱系分化的能力）中的作用提供了新颖的机理见解。因此，本研究确定了在无血清，商业化学定义的E8中hPSC长期连续传代的新型底物，这为临床规模的应用提供了有希望且经济的hPSC扩展平台。通过质谱和整联蛋白阻断研究对细胞-聚合物界面相互作用的分析，为E8蛋白在促进整联蛋白介导的hPSC附着和维持hPSC信号转导（包括经历多谱系分化的能力）中的作用提供了新颖的机理见解。因此，本研究确定了在无血清，商业化学定义的E8中hPSC长期连续传代的新型底物，这为临床规模的应用提供了有希望且经济的hPSC扩展平台。通过质谱和整联蛋白阻断研究对细胞-聚合物界面相互作用的分析为E8蛋白在促进整联蛋白介导的hPSC附着和维持hPSC信号转导（包括经历多谱系分化的能力）中的作用提供了新颖的机理见解。因此，本研究确定了在无血清，商业化学定义的E8中hPSC的长期连续传代的新型底物，这为临床规模的应用提供了有希望且经济的hPSC扩展平台。