干细胞工程研究中心 (SCRC；主任：Makoto Asashima)、日本国立先进产业技术研究所 (AIST；所长：Tamotsu Nomakuchi) 器官发育研究小组的 Yuzuru Ito（组长）和 Yasuko Onuma（高级研究员），以及 Glycan 的 Jun Hirabayashi（组长）和 Hiroaki Tateno（高级研究员）日本产业技术研究院 SCRC 的凝集素工程团队与和光纯药工业株式会社（社长：小畑真三）实验室化学品部新产品开发业务生命科学研究实验室合作，开发了一种用于人类诱导多能干细胞（iPS 细胞）的高灵敏度凝集素探针 rBC2LCN。 rBC2LCN 只需将探针添加到 iPS 细胞培养基中即可对活 iPS 细胞进行染色。研究人员还发现，rBC2LCN 与 iPS 细胞膜蛋白上的 H 型 3 O-聚糖结合。

rBC2LCN 可以评估 iPS 细胞的未分化状态，从而实现 iPS 细胞的质量控制和更有效的培养。 iPS细胞在再生医学中应用的一个主要课题是移植分化细胞时残留的iPS细胞可能形成肿瘤。 rBC2LCN 探针可实现可视化并去除残留的 iPS 细胞，从而有助于安全的细胞移植。

该技术将于 2013 年 3 月 22 日在神奈川县横滨举行的日本再生医学学会第十二届大会上详细介绍。该技术将在线发表在美国期刊上，干细胞转化医学.

rBC2LCN 有望促进消除肿瘤形成风险的技术的发展。

近年来，为了满足对使用人类干细胞（例如 iPS 细胞）的再生医学的高期望，开发确保大量稳定供应质量受控 iPS 细胞的系统变得非常重要。为了保持 iPS 细胞的质量，需要有效地将它们与其他细胞区分开来。细胞染色方法有多种，包括福尔马林固定和活 iPS 细胞的染色方法，但它们在灵敏度和其他方面都存在不足。因此，迫切需要开发一种未分化标记物，能够以简单、灵敏的方式确定 iPS 细胞的质量。

许多研究人员一直致力于调节iPS细胞向神经元和视网膜细胞等各种细胞的分化，以实现细胞治疗。从iPS细胞制备分化细胞的一个主要课题是残留的未分化iPS细胞，其具有致瘤潜力。这是iPS细胞应用于再生医学的一大障碍。因此，需要一种新的探针，可以完全去除残留的iPS细胞。

AIST 的目标是成为干细胞工业应用的领跑者，特别关注干细胞分化技术和干细胞标准化。 AIST 还一直致力于应用高密度凝集素微阵列作为聚糖分析的新技术。通过结合这些技术，AIST 开发了一种出色的 iPS 细胞染色探针，无需使用传统抗体。

这项研究是由 AIST 作为一个项目（2009 至 2010 财年）进行的，得到了新能源和产业技术综合开发组织的支持，并且是 AIST 和和光纯药工业公司（从 2011 财年起）的合作研究，并得到了和光纯药工业公司的资助。

高密度凝集素微阵列分析表明，rBC2LCN（一种凝集素探针）可与 iPS 细胞特异性结合。研究人员发现，rBC2LCN 可有效对活 iPS 和胚胎干 (ES) 细胞进行染色。图1显示了用rBC2LCN对活iPS细胞进行染色的结果。通过将红色荧光染料标记的 rBC2LCN 添加到 iPS 细胞的培养基中，可以对活 iPS 细胞进行荧光染色。该探针没有毒性，可以留在培养基中，从而在培养过程中持续控制 iPS 细胞质量。 rBC2LCN还能够对ES细胞进行活细胞染色，适用于各种干细胞的质量控制。

图1：用rBC2LCN染色的活iPS细胞的光学显微镜图像 通过将红色荧光染料标记的 rBC2LCN 添加到培养基中来可视化 iPS 细胞。

研究人员检查了 iPS 细胞上 rBC2LCN 识别的分子。他们证明 rBC2LCN 与一种称为足萼蛋白的高度糖基化膜蛋白上的 O-聚糖结合（图 2）。 rBC2LCN 识别 O-聚糖的 H 型 3 结构 (Fucα1-2Galβ1-3GalNAc)。这表明 H-type 3 是一种新型 iPS 细胞标记。

图 2：rBC2LCN 如何检测 iPS 细胞的示意图 rBC2LCN 与足萼蛋白上的粘蛋白样 O-聚糖（H 型 3）结合。

向含有 iPS 细胞和分化细胞的细胞混合物中添加荧光标记的 rBC2LCN 后进行流式细胞术。 iPS 细胞可以从分化细胞中分离出来（图 3）。因此，即使在再生医学中准备移植的细胞中存在iPS细胞，也可以通过使用该技术分离出iPS细胞来防止肿瘤形成。

图 3：使用 rBC2LCN 分离 iPS 细胞

rBC2LCN 可以通过使用大量生产（>80 mg/L）大肠杆菌。因此，rBC2LCN 可能是一种新型 iPS 细胞探针，与传统抗体相比，它具有成本效益。

研究人员将评估用 rBC2LCN 移植细胞在 iPS 细胞耗尽后是否确实具有非致瘤性。他们的目标是通过产学官合作，在5年内将基于rBC2LCN的技术应用于医疗治疗。 rBC2LCN 将在不久的将来由和光纯药工业公司商业化。