基于新型3D培养体系的类器官标准化构建策略2025-04-27 08:33:19
然而,ASC的来源通常有限。由于样本来源差异,所形成的类器官存在着一定的异质性。ESC和iPSC均属于多能干细胞,其分化潜力巨大,可用于构建各种组织的类器官。特别是iPSC的易于获得以及特异性,现已广泛应用于类器官构建。然而优异的分化潜力也容易使分化过程发生偏离,进而导致类器官出现异质性。此外,由于ESC和iPSC衍生的类器官均由最初始的干细胞分化形成,因此,类器官的成熟度有待提升。综上,在类器官构建中,应根据研究目的和应用场景选择适当的干细胞类型。类器官的培养可以简单分为悬浮培养和依赖基质材料培养。随着类器官研究的发展,研究者发现类器官培养可借助一定的外部因素,如机械刺激等,促进类器官的发育。因此,借助外部因素进行培养也可归为类器官的培养方法之一。在本节中,我们对类器官的培养方法进行简要的分类和概述,包括悬浮培养、基质材料培养和外因刺激培养。悬浮培养是在低附着条件下,将干细胞团聚体置于具有低细胞黏附表面的培养板或模具上。这些细胞团聚体悬浮在培养基中,以3D的形式增殖、分化,继而形成类器官。目前已有报道利用悬浮培养构建了多种类器官。例如,将hiPSC加载至低粘附的96孔板中使其形成3D团聚体,通过培养基补充化学抑制剂和生长因子而调节WNT信号通路的激活或抑制,经15天培养获得了直径约1.5mm的心脏类器官。
类器官的培养通常需要3D环境,因此,依赖养方法。常用的3D培养基质材料为基质胶。然而,基质胶含多种未定义成分,批次间存在差异,这会导致所获类器官的重复性较低。此外,基质胶来源于小鼠肉瘤提取的体外培养物,可能引发临床安全问题。因此,人们开始转向可替代基质胶的3D基质材料,包括各种天然水凝胶、合成水凝胶以及经脱细胞处理所获生物组织的细胞外基质等。
出自《无机活性材料在类器官研究领域的应用》作者:马文平,韩雅卉,吴成铁.