類器官屬于三維(3D)細胞培養物,包含其代表器官的一些關鍵特性。此類體外培養系統包括一個自我更新干細胞群,可分化為多個器官器官特異性的細胞類型,與對應的器官擁有類似的空間組織并能夠重現對應器官的部分功能,從而提供一個高度生理相關系統1-4含有成體干細胞的組織樣本、單一成體干細胞或者通過多能干細胞的定向誘導分化都能夠產生類器官。
腸上皮是一種快速更新的組織,而且每四到五天就可以進行完全的細胞替換。對于研究人員而言,這些再生特性使腸上皮成為研究上皮再生、成體干細胞生物學、疾病模型和癌癥生物學的一個有吸引力的系統。
癌癥是全球主要的死亡原因之一,而大腸癌是最常見的癌癥類型之一。盡管腫瘤細胞系和動物模型已經揭示了許多有關腸道癌的信息,但從癌癥樣本來源的腸道類器官可以更真實地重現起源腫瘤的組織結構、細胞異質性和形態。因此,癌癥來源的類器官被證明是可以用于研究癌癥生物學的有用實驗模型,包括疾病進展以及受影響的信號通路和腫瘤微環境。癌癥樣本來源的類器官還可以實現更多的轉化醫學應用,例如激活 和擴增腫瘤反應性T細胞群體,預測患者特定的治療結果,并篩選潛在的治療藥物。
腸類器官的培養為體外研究CFTR蛋白功能提供了一種全新的技術手段。欲建立腸類器官培養,可以取結直腸樣本,擴增并長期維持培養于體外培養環境中。 這些類器官在體外培養下能夠維持其親本的基因型和表型,故而可以保留研究所需CFTR功能。
本操作流程適用于每管凍存和復蘇200個類器官。為達到最佳的結果,凍存應在類器官成熟(傳代7-10代)后進行。
本方案描述了通過建立類器官以獲得高度分化細胞的方法。分化后,這些單層細胞形態變厚且具有明顯柱狀結構,此為腸道終末分化細胞具有的特征。請注意,按照該步驟得到的分化的類器官不含有顯著的成熟干細胞群,且不能進一步擴增或傳代。
人結腸隱窩分離和類器官傳代(Matrigel Dome培養)
人多能干細胞(hPSC)是進行體外再生醫學、疾病模型和化合物篩選研究的重要工具。STEMdiffTM腸類器官分化試劑盒是一種無血清培養基,支持hPSCs通過三個不同的分化階段:內胚層、中/后腸和小腸分化為人腸類器官。使用這個試劑盒進行細胞分化,可形成由極化的腸上皮形成的絨毛結構和周圍的生態位因子產生的間充質組成的類器官。
?腸類器官為研究人員提供了更具生理相關的細胞模型,并被廣泛應用于各個研究領域,以提高實驗設計的靈活性和精確度。但是,腸類器官的封閉腔室結構不適用于某些特定的實驗研究,造成了它的局限性。單層腸上皮培養體系具有外露的單層上皮的頂面,從而適合多種研究。
腸器官培養可應用于研究腸上皮的發育和功能,模擬腸道疾病,并進行靶向小分子篩選。腸類器官培養還可用于研究成體干細胞特性和再生治療。
使用IntestiCult?類器官生長培養基(小鼠) 和Corning?Matrigel?基質進行小鼠小腸和結腸隱窩的分離、培養、傳代 和冷凍保存。
腸上皮是一種快速更新的組織,而且每四到五天就可以進行完全的細胞替換。對于研究人員而言,這些再生特性使腸上皮成為研究上皮再生、成體干細胞生物學、疾病模型和癌癥生物學的一個有吸引力的系統。