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。
PneumaCult?-ALI為在氣-液界面培養HBECs,使其向黏膜纖毛分化提供了一種標準化方法。通過氣液交接面培養,可以研究研究呼吸道上皮細胞的發育和維持、呼吸系統疾病建模、研究病毒或細菌引起的呼吸道上皮細胞感染、臨床前藥物的開發、毒性研究等。
研究人員使用不同的體外模型來研究人類氣道。雖然人原代氣管或支氣管上皮細胞(HBECs)的浸沒式培養可行,但該系統中的細胞無法進行黏膜纖毛的分化。使用專用培養基于氣-液界面(ALI)上培養HBECs可使其趨向于分化為具有粘膜纖毛表型的細胞。這一體外模型可以反映出體內呼吸道的許多特征,包括粘液分泌、纖毛運動和細胞間緊密連接的形成,因此提供了一種與人呼吸道具有生理相關的模型。
SARS-Cov2感染人類,呼吸系統是首當其沖遭受危害的器官。那么,呼吸系統具有怎樣的防御功能來抵制霧霾損傷呢?那就是在損傷情況下呼吸道具有的干/祖細胞的自我增殖和分化功能。人呼吸道和肺內的干/祖細胞有幾種?
對于人體呼吸道體外建模,ALI(氣液交界面)是最佳選擇。該培養方式獨有的開放式培養條件,可以提供更多的科研信息,比如跨膜電位、電生理研究、纖毛擺動頻率等。
呼吸道上皮的生理相關模型的需求正在日益增長,但其挑戰仍在于如何 在體外重現體內組織的復雜結構和功能。