当前位置:首页 > 新闻中心 > 行业资讯 > >

类器官培养的营养需求与信号平衡2025-12-25 10:14:38

伴随子代细胞逐步朝绒毛顶端迁移,所处的微环境信号呈梯度式改变,Wnt等增殖信号强度渐次衰减,而Notch、BMP等分化诱导信号则逐步增强。在此过程中,当Notch信号激活时,相邻细胞表面的Notch配体与Notch受体结合后,诱导Notch受体经历蛋白酶切加工,释放出具有转录活性的Notch胞内结构域,它会阻碍干细胞向分泌细胞谱系分化,引导细胞优先分化为吸收性肠上皮细胞,这些细胞紧密有序地排列在绒毛表面,摄取肠道内的养分;一旦Notch信号变弱,无调性bHLH转录因子1等基因便驱使干细胞向杯状细胞、潘氏细胞等分泌细胞分化。

与此同时,BMP与细胞膜上的BMP受体结合,Ⅱ型受体磷酸化Ⅰ型受体,激活的Ⅰ型受体进一步磷酸化下游的抗背腹蛋白同源物1/5/8蛋白。促进其与Smad4形成异源复合体并转位至核内,调节基因表达,促进细胞分化、抑制肠道干细胞特性,并调节肠道细胞向成熟的上皮细胞类型分化,参与肠道细胞极性的建立。肠道干细胞的体外培养需兼顾营养物质供给与信号通路的动态平衡。氨基酸的添加可以保障干细胞代谢和抗氧化需求,而Wnt激活剂、生长因子及抑制剂等成分则协同模拟体内微环境,实现干细胞的定向增殖或分化。这些组分的精准配比与联用,为类器官的高效培养和疾病建模提供了分子基础。
 
培养基中的氨基酸含量及种类是类器官体外培养的最基本条件之一。除了维持细胞生长所必需的各种氨基酸外,常常需要在肠道类器官的培养基中额外添加不同种类的氨基酸。L-谷氨酰胺是细胞培养中常见的一种非必需氨基酸,能够为细胞提供氮源,其在细胞培养过程中不仅参与细胞的生物合成,同时也参与细胞的能量代谢过程,是细胞培养较为重要的一部分。
 
出自《肠道类器官体外培养及其应用进展》作者耿宁雨,杨奇奇,盛盈盈。