肝类器官的培养过程2021-10-26 08:53:53
类器官是由多能干细胞或成体干细胞在体外培养而自身聚合形成的三维组织结构,可包含多种细胞类型,具有与原生器官类似的结构和功能。2013年,来自欧洲及日本的课题组分别报道了应用LGR5 +干细胞及诱导多能干细胞构建肝类器官的培养方案,开启了肝类器官的研究。肝类器官培养起始细胞来源较多,包括多能干细胞、原代肝脏组织等,亦有利用肝肿瘤细胞系/组织构建肝脏相关肿瘤类器官的报道。 利用各类干细胞进行肝类器官培养主要采用逐步诱导分化方案(以iPSC为例):将iPSC逐步诱导至终末内胚层,再到前肠祖细胞,然后至成肝细胞阶段后通过加入成纤维细胞生长因子10、维甲酸、活化素A等向胆管细胞类器官分化,加入肝细胞生长因子、抑瘤素M等向肝细胞类器官分化。亦有研究团队提出在iPSC源性类器官经典培养基中加入25%MTeSR(主要是成纤维细胞生长因子2、维生素C等)以同时诱导其向内胚层和小部分中胚层分化,最终可实现肝细胞样细胞与胆管细胞样细胞的共分化,在培养的最后阶段加入胆固醇混合物促进肝-胆类器官的形成与成熟。 新鲜分离或通过组织保存液冻存的原代肝组织均可培养肝类器官,已成功建立小鼠、人、狗、猫肝类器官,具体的方案是:对肝组织的LGR5 +细胞进行筛选,然后在肝类器官增殖培养基(主要包括内皮细胞生长因子、R-spondin、成纤维细胞生长因子10、肝细胞生长因子及烟酰胺)中进行培养。不断更新的研究中通过加入TGFβ受体抑制剂A8301以及CAMP信号通路激动剂FSK对培养条件进行改良,提高了类器官扩增效率。
LGR5+细胞是一种具有双向潜能的肝干细胞,其本质是一种胆管细胞,类器官由该细胞生发,所以在增殖培养基中类器官形态更接近于胆管细胞类器官,进一步在肝类器官分化培养基中可以获得肝细胞类器官以及促进类器官更加成熟。不难看出整个培养过程分增殖和诱导分化两个阶段。在增殖阶段可直接进行传代培养,细胞接近肝祖细胞的状态,最终可实现鼠肝类器官大于1年的扩增,人肝类器官目前可实现3个月左右的扩增;在分化阶段可进一步促进类器官实现其功能。肝肿瘤细胞系/组织来源的肝类器官培养方法与原代组织源性肝类器官类似。所有肝类器官培养方案均强调基质胶为细胞生长提供三维空间的重要作用。
出自《肝类器官研究及应用进展》作者王利,丘倚灵,王建设。
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