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多種多樣的類器官

 更新時間:2022-08-03 點擊量:1558

類器官是在體外培養(yǎng)的來源于干細(xì)胞的具有自組織特性的一種三維細(xì)胞結(jié)構(gòu),是一種簡單的、微觀的器官模型。

一、類器官的分類

1 類器官根據(jù)其來源的分類

來源多能干細(xì)胞
(Pluripotent stem cells,PSCs)
成體干細(xì)胞
(Adult stem cells,ASCs)
腫瘤類器官
(Patient-derived organoids,PODs)
胚胎干細(xì)胞(Embryonic stem cells,ESCs)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞
(Induced pluripotent stem cells,iPSCs)
種類如胃、肺、肝和腎等包括幾乎所有消化系統(tǒng)的類器官 (肝臟、胰腺、結(jié)直腸、胃、膽 囊等),以及部分非消化系統(tǒng)的類器官 (前列腺、乳腺、肺等)乳腺癌、肺癌、前列腺癌、食管癌、胰腺癌、膀胱癌、肝癌、肺癌、宮頸癌、卵巢癌、腸癌、胃癌


1.多能干細(xì)胞來源的類器官

        多能干細(xì)胞具有無限自我更新并分化為幾乎所有器官特異性的細(xì)胞類型。ESCs來源于囊胚期內(nèi)細(xì)胞團的全能干細(xì)胞,但因其應(yīng)用涉及到倫理問題導(dǎo)致其使用受限。iPSCs類器官的形成過程:

這些類器官培養(yǎng)基北京百奧創(chuàng)新科技有限公司可以提供,產(chǎn)品如下:

2.成體干細(xì)胞來源的類器官

        成體組織干細(xì)胞ASCs通常來源于患者的活檢組織,其分化能力有限,而且ASCs類器官一般僅含有器官的上皮部分,缺乏基質(zhì)、神經(jīng)和血管系統(tǒng),培養(yǎng)體系相對比較簡單,比如小腸類器官的培養(yǎng):

                                         

3.腫瘤類器官        

       腫瘤類器官可保留腫瘤組織的生物學(xué)特征和異質(zhì)性,具有多次傳代后基因組保持穩(wěn)定、培養(yǎng)周期短等優(yōu)勢,可作為腫瘤研究的理想模型。

二、類器官的構(gòu)建與培養(yǎng)

1.不同來源類器官的構(gòu)建
                                                     
2.以腸癌類器官為例的類器官培養(yǎng)步驟:

實驗前準(zhǔn)備

(1)15 mL無菌離心管、1.5 mL離心管、24孔細(xì)胞培養(yǎng)板、移液器、移液管、無菌槍頭等表面消毒后放入超凈工作臺中紫外照射30 min。

(2)提前30 min4℃冰箱取出腸癌類器官培養(yǎng)基北京百奧創(chuàng)新科技有限公司提供)平衡至室溫,提前1 h-20℃冰箱取出所需體積的基質(zhì)膠冰上融化。

腸癌類器官培養(yǎng)

(1)將獲取的腸癌原代細(xì)胞懸液計數(shù),根據(jù)計算好的體積吸取細(xì)胞懸液加入預(yù)冷的1.5 mL離心管中,補齊預(yù)冷的腸癌類器官培養(yǎng)基至所需體積。
(2)將預(yù)冷后的細(xì)胞懸液加入等體積的基質(zhì)膠中輕輕混勻(全程冰上操作),避免氣泡,使腸癌原代細(xì)胞終濃度為5×105個細(xì)胞/毫升。然后將細(xì)胞與基質(zhì)膠的混合液按照50 μL/孔呈半球形點膠于24孔板。
(3)將培養(yǎng)板放入5%CO2、37℃培養(yǎng)箱終至少30 min,待基質(zhì)膠*凝固。沿孔壁每孔緩慢加入500 μL預(yù)先恢復(fù)至室溫的類器官培養(yǎng)基,放置5%CO2、37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)。
(4)3天后鏡下觀察類器官形成情況,粒徑大于30~50 μm即認(rèn)為類器官已經(jīng)形成。

(2)將預(yù)冷后的細(xì)胞懸液加入等體積的基質(zhì)膠中輕輕混勻(全程冰上操作),避免氣泡,使腸癌原代細(xì)胞終濃度為5×105個細(xì)胞/毫升。然后將細(xì)胞與基質(zhì)膠的混合液按照50 μL/孔呈半球形點膠于24孔板。
(3)將培養(yǎng)板放入5%CO2、37℃培養(yǎng)箱終至少30 min,待基質(zhì)膠*凝固。沿孔壁每孔緩慢加入500 μL預(yù)先恢復(fù)至室溫的類器官培養(yǎng)基,放置5%CO2、37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)。
(4)3天后鏡下觀察類器官形成情況,粒徑大于30~50 μm即認(rèn)為類器官已經(jīng)形成。

(5)5天更換一次培養(yǎng)基進行培養(yǎng),持續(xù)觀察類器官大小,鏡下觀察大部分類器官大小均大于30~50 μm且大小不再增大即可收集類器官進行后續(xù)實驗。

腸癌類器官收集

1)棄培養(yǎng)基,每孔加入200 μL基質(zhì)膠解離試劑,室溫放置1 min,輕輕吹打混勻,收集至15 mL離心管中。

(2)50 rpm恒溫震蕩解離10-20 min,解離之后1500 rpm離心3 min,輕吸去上清,待用。

腸癌類器官傳代

(1)收集的類器官,加入適量的消化酶,37℃,200 rpm消化(具體時間根據(jù)類器官大小和數(shù)量決定,以肉眼可見顆粒明顯減小一半為準(zhǔn),可中間取消化的類器官顯微鏡觀察,類器官消化至3~10個細(xì)胞集合體理想)。

(2)消化*后1500 rpm離心3 min,棄上清,使用清洗液重懸后1500 rpm離心3 min;加入預(yù)冷的腸癌類器官培養(yǎng)基進行重懸,計數(shù),按照培養(yǎng)步驟操作繼續(xù)培養(yǎng)。

三、不同種類類器官形貌圖

     

(a)小腸類器官.(b)結(jié)腸類器官.(c)食管類器官.(d)胃類器官.(e)肝臟類器官.

(f)胰腺類器官.(g)肺類器官.(h)乳腺類器官.(i)腎類器官.(j)腦類器.


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