ALI培养体系的规模化应用瓶颈与优化路径2025-12-15 08:49:55
模型的复杂性与通量受限:由于依赖Transwell渗透膜且培养周期较长,该体系在规模化应用方面受到限制。因此,开发更为简化、标准化且具备可扩展性的培养平台,将是突破该瓶颈的重要方向。顶端向内型气道类器官是由人类ABSCs或诱导多能干细胞通过三维培养技术构建的微型气道模型。首先需将分离的原代细胞重悬于细胞外基质胶中,取ECM混合液滴加至培养孔板中,待胶凝固后每孔加入扩增培养基,并于培养箱中培养5~7d形成初始类器官球体,待细胞团扩增到所需大小后更换为分化培养基,继续培养2~3周,形成具有明确顶端-基底极性的气道上皮类器官。ECM在此过程中不仅为AO提供结构支撑和营养微环境,还通过调节细胞与基质间的相互作用,影响干细胞的增殖与分化行为,是AO形成不可或缺的基础。该模型在动态培养过程中的优势主要包括:初始构建时所需细胞量较少;通过结合机械剪切与TrypLE Express酶消化法进行传代,能够有效维持类器官的活性,并实现其长期稳定扩增,为患者原代气道上皮细胞构建类器官库提供可靠的技术支持;通过周期性更换含特定生长因子的培养基,可促进ABSCs细胞团形成囊性类器官,其形态特征可通过壁厚、细胞密度等参数进行质量评估。
独特的“顶端向内“极性构型是AO的核心特征与价值所在,具体表现为ABSCs分布于外层,而纤毛细胞、杯状细胞等功能性上皮细胞朝向内腔排列,形成封闭的腔体结构,并表达KRT5、MUC5AC、FOXJ1等典型的气道标志物。该构型通过还原体内气道上皮的极性特征,不仅模拟了天然组织的空间拓扑关系,还通过增强细胞间相互作用为研究提供了更接近生理条件的模型。
出自《气道类器官的培养技术及其在呼吸系统疾病中的应用进展》作者黄佩滢,彭思荣,张敬。
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