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脑类器官构建与培养2025-03-25 08:36:58

此阶段的培养基成分主要用来维持和促进神经干细胞和神经玫瑰花结生长。这些方法都证实了使用Neurobasal培养基和B27添加剂对NSC分化和存活的重要性,也有研究表示添加β-巯基乙醇和胰岛素对NSC生长有积极作用。脑类器官构建的一大难点是实现大脑3D空间组织,其可以最大程度模拟各种大脑区域发育和生长。

解决方法是将神经上皮细胞转移到基质胶中,可实现3D培养。最近的一些研究表明,从PSCs发育神经组织具有强大的自组织能力。因此,3D培养可以很大程度激发神经组织向脑组织发育来模拟体外的“脑器官”。体外神经外胚层可以自发地获得类似神经上皮的放射状组织,就像神经玫瑰花结的形成一样。同样地,EB的神经外胚层也会自发地建立顶芽极性,形成神经上皮。很多研究表明,在由Matrigel组成的水凝胶内可以形成复杂的组织上皮。同样地,这种方法在神经外胚层诱导的EB中也适用。将EB包埋在水凝胶内后不久,连续神经上皮的芽从EB中伸出,很大程度地模拟了大脑的结构。此外,需要注意的是,脑类器官构建过程中一个关键步骤是搅拌。尽管Matrigel促进了神经上皮芽的扩张,但由于类器官的迅速生长,固定培养会限制氧气和营养物质扩散,中心形成深色坏死组织。
 
针对这种现象,旋转生物反应器已在许多组织工程种应用,并且明显促进了组织的存活和进一步的发育。所以使用旋转蒸发器或轨道摇床设备可以更好地实现脑类器官的3D培养,同时一定程度上促进了脑组织的完整发育。形态观察通常通过显微镜和H&E染色等方法观察类器官的特征,包括细胞形态、组织结构等。到两周后,由于此时组织太大,因此很难使用标准组织培养显微镜检查整个类器官。所以需要使用解剖显微镜或立体显微镜观察组织以观察大体形态。
 
出自《类器官在食品科学研究中的应用进展 》作者:马爱进,白如进,周军君.