基于類器官培養的各種組織/器官

不同(tong)的類器官具有不同(tong)的特性及用(yong)途。從細(xi)胞來(lai)(lai)(lai)源(yuan)上可大體分(fen)為干細(xi)胞來(lai)(lai)(lai)源(yuan)和患(huan)者(zhe)組織(zhi)(zhi)來(lai)(lai)(lai)源(yuan)下圖分(fen)別為從干細(xi)胞來(lai)(lai)(lai)源(yuan)和組織(zhi)(zhi)來(lai)(lai)(lai)源(yuan)的類器官種類。

我們將分別從類(lei)器官(guan)制備(bei)(bei)、難成球細胞/模型(xing)的制備(bei)(bei)、類(lei)器官(guan)擴(kuo)增、類(lei)器官(guan)檢測展開介紹，期(qi)間也(ye)會引入我們精選(xuan)的成套類(lei)器官(guan)培養試劑盒(he)套裝。另外，如果(guo)您對器官(guan)芯(xin)片(pian)也(ye)感興趣，可 點擊查看器官芯片 的相關內容。您也可以 點擊此處 從“下載中心”獲取我們的《類器官芯片整體解決方案彩頁》

圖：由PSC（多(duo)能干細胞(bao)）生(sheng)成的各種(zhong)類(lei)器官(guan)及其使用的發育信號的示意圖（來源：Lancaster and Knoblich, 2014.）

圖：由(you)ASC（成(cheng)體干細胞）/組織生成(cheng)的類器(qi)官所能(neng)培養的身體各(ge)個區域的示意(yi)圖（來源Hans Clevers，2016）。

一、類器官制備的解決(jue)方(fang)案

大多數類(lei)器官(guan)（如腸(chang)、肺、肝等）制備的(de)細(xi)胞來源既(ji)可(ke)以(yi)是(shi)組織，也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)干細(xi)胞。以(yi)腸(chang)類(lei)器官(guan)為例(li)（下圖），腸(chang)道類(lei)器官(guan)是(shi)最早在體外成功建立的(de)類(lei)器官(guan)之一(yi)，需要使用對應的(de)類(lei)器官(guan)誘導因(yin)子（推薦 Qkine類器官因子 ），一步步誘導培養成最終的類器官，組織來源時，為延長新鮮樣本保質期、保障良好的細胞活性和處理時間的靈活性，可以用 Atelerix常溫保存凝膠 進(jin)行(xing)原代（健康或腫瘤）組織(zhi)樣本的運輸。進(jin)一步地，組織(zhi)來(lai)源類器官第(di)一步需要類器官專(zhuan)用組織(zhi)消化酶（推薦 Nordmark膠原酶 ）得到單個細胞。而且在培養過程中，為了使干細胞更好的的附著和維持，則需要高質量的細胞外基質（ECM），BioLamina 重組(zu)Biosilk蛋白(bai)包被基質可為類器官(guan)培養提供3D支架，再結合(he) Biolaminin521、111、332等天然存在的細(xi)胞(bao)外基(ji)質層粘連蛋白，可為細(xi)胞(bao)提供高生(sheng)物相關(guan)性的培養(yang)(yang)環境，幫助細(xi)胞(bao)信號轉導、調控細(xi)胞(bao)命運，促進(jin)細(xi)胞(bao)向特定類型分化(hua)，提高類器官(guan)分化(hua)的效率。組(zu)織來(lai)(lai)源(yuan)和干細(xi)胞(bao)來(lai)(lai)源(yuan)的兩條培養(yang)(yang)路線(xian)都可使(shi)對應(ying)的細(xi)胞(bao)自我(wo)組(zu)織形成類似腸道的隱窩-絨毛結(jie)構。

圖：腸類器官的形成過程(cheng)及涉及到主要(yao)步驟

另一(yi)(yi)方面，一(yi)(yi)些較難獲取人供體的(de)器官(guan)類(lei)型（如心臟、神經(jing)/腦類(lei)器官(guan)），更(geng)多(duo)的(de)是(shi)從(cong)干細(xi)胞開(kai)始，以神經(jing)/腦類(lei)器官(guan)為(wei)例（下圖），經(jing)過一(yi)(yi)系列的(de)培養(yang)，細(xi)胞排列成復(fu)雜的(de)神經(jing)網絡，模擬大腦的(de)發育過程和結構組織。

圖：神經類(lei)器官(guan)的(de)形成(cheng)過(guo)程及涉及到主要步驟

我們(men)提供(gong)各(ge)種由多能和成體(ti)干細胞培養(yang)的類器(qi)官培養(yang)快速(su) 。當(dang)然，若(ruo)您(nin)希(xi)望(wang)自主開始探索類器(qi)官的奇妙旅途(tu)，我們(men)也(ye)為您(nin)精心準備了(le)入門試劑盒（點擊可查看清單詳情）。這些(xie)試劑(ji)盒(he)涵蓋(gai)基礎實(shi)(shi)驗所需的(de)核心材料，操作指南簡明易懂，助您快速將(jiang)科研靈感付諸實(shi)(shi)踐，開(kai)啟(qi)前沿生物科技的(de)探索之(zhi)旅。

二、一些難成球細胞/模型的解決方案

可以(yi)使用 InSphero的細胞微孔板和懸滴系統。96/384孔微(wei)球(qiu)培養(yang)板適用(yong)于(yu)相(xiang)對較容易聚集(ji)的類(lei)型的細(xi)(xi)(xi)胞(bao)（永生細(xi)(xi)(xi)胞(bao)系(xi)等）開展3D培養(yang)，或(huo)用(yong)于(yu)新的細(xi)(xi)(xi)胞(bao)類(lei)型開展3D培養(yang) 的預實(shi)驗(yan)(yan)。以(yi)下(xia)圖示展示了(le)inSphero微(wei)球(qiu)培養(yang)板的成(cheng)(cheng)球(qiu)過程，其sureXchange系(xi)統能夠在(zai)快速更換培養(yang)基的同時避免微(wei)球(qiu)損傷或(huo)丟失(shi)。此(ci)外，384孔微(wei)球(qiu)培養(yang)板適合(he)更高(gao)通量的細(xi)(xi)(xi)胞(bao)培養(yang)，黑色壁(bi)體適合(he)于(yu)下(xia)游需要進行板內熒光/發光檢(jian)測(ce)的實(shi)驗(yan)(yan)，超(chao)薄板底適合(he)用(yong)于(yu)高(gao)內涵(han)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)成(cheng)(cheng)像。

圖(tu)：InSphero的細胞微(wei)孔(kong)板和(he)懸滴系(xi)統(tong)

（原圖請參(can)考《Akura_96孔(kong)微球培養板使用說明》第(di)4頁。）

Akura PLUS懸滴(di)(di)培(pei)養(yang)(yang)(yang)系(xi)統(tong)，inSphero設計(ji)的懸滴(di)(di)培(pei)養(yang)(yang)(yang)系(xi)統(tong)適用于(yu)相對(dui)復雜的模(mo)型構建(jian)以及較難聚集的類型的細(xi)胞(bao)開展3D培(pei)養(yang)(yang)(yang)，如(ru)原代(dai)細(xi)胞(bao)、改良(liang)細(xi)胞(bao)系(xi)、多細(xi)胞(bao)類型共培(pei)養(yang)(yang)(yang)等。該系(xi)統(tong)應(ying)用分(fen)為兩個階段(duan)：一(yi)、在(zai)懸滴(di)(di)系(xi)統(tong)中接種細(xi)胞(bao)并形成3D微球(qiu)；二、將(jiang)3D微球(qiu)轉移至96孔(kong)微球(qiu)培(pei)養(yang)(yang)(yang)板中繼續培(pei)養(yang)(yang)(yang)至可供(gong)分(fen)析測試的狀態。

圖：InSphero Akura PLUS懸滴培養系統

三、類器官擴增的解決方案

想要(yao)在3D培養系統中，產生大(da)量類器官(guan)和高產成熟神經元并不容易，在確(que)定的條件(jian)下(xia)，可重復地生成所需的小腦類器官(guan)仍然是一個(ge)與培養和喂養方案可變性相關的挑戰(zhan)。在這里我們提供一種(zhong) 垂直輪生物反應器-PBS 。該生物(wu)反應器配備了(le)一個大的(de)(de)垂(chui)直葉輪，與U形(xing)底部(bu)結(jie)合，提(ti)供了(le)容(rong)器內更均(jun)勻的(de)(de)剪(jian)切分(fen)布(bu)，允許(xu)溫和、均(jun)勻的(de)(de)混合和顆粒懸浮，降(jiang)低(di)攪拌速度。

（Silva, Teresa P et al. JoVE ,160 10.3791/61143.）

有了這(zhe)個(ge)系統，可以獲得形(xing)狀(zhuang)和大小控制的(de)(de)細胞聚集，這(zhe)對(dui)更(geng)均勻和有效(xiao)的(de)(de)分化很重要。此外，更(geng)多的(de)(de)ipsc衍生(sheng)的(de)(de)類(lei)器官可以以一種不那么費力的(de)(de)方式產生(sheng)。

（Silva, Teresa P et al. JoVE ,160 10.3791/61143.）

例如，在(zai)該系統中，人(ren)類iPSC衍生(sheng)的類器官成熟為不同的小腦神經元(yuan)，并不需要分離和飼(si)養共培(pei)養即可存活3個月(yue)，為疾(ji)病(bing)建模提供了人(ren)類小腦神經元(yuan)的來源(yuan)。

四、類(lei)器(qi)官常(chang)溫保存和運輸(shu)方案

培養得到的類器官，不管是原代組織來源的，還是PSC分化而來的肺類器官、肝臟類器官、腸類器官等，如果需要進行短期保存和運輸，且保護脆弱的樣本結構、活性和功能。那可以用到Atelerix常溫保存凝膠WellReady和TissueReady系列產品。Atelerix 利?海藻酸鹽?凝?技術，通過物理封裝細胞、穩定膜完整性，使細胞在低溫條件下處于 “休眠”狀態并避免低溫帶來的細胞膜損傷，在運輸過程中保持?物活性和功能，在?需冷凍的情況下可保持?達3天-21周不等的即?狀態。

如果您有任何類器官(guan)的構建、應(ying)用、技(ji)術相關的疑問，請聯系我們，也(ye)歡(huan)迎您關注“曼博生(sheng)物”微(wei)信公眾號(hao)，獲取 的資源。

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