「Cell子刊」還在用基質膠培養類器官？懸浮培養類器官瞭解一下

本文為轉化醫學網原創，轉載請註明出處

作者：Jasmine

導讀：

多能幹細胞衍生的人類腸道類器官（HIOs）能夠模擬腸道發育和疾病的某些方面，但目前的培養方法並

不能完全囊括人類腸道的多種細胞型別和複雜組織

，並且依賴於3D細胞外基質或水凝膠系統，這限制了再生醫學的實驗控制和轉化潛力。而

懸浮培養是一種簡單，維護要求低的方法，並能夠促進漿膜間皮層的體外分化

。

總的來說，懸浮培養的HIOs代表了研究人類漿膜間皮的三維模型

。

在過去的十年裡，研究人體如何發育和運轉的科學家們經歷了一次復興，這要歸功於一種被稱為“類器官”的結構——一種由多能幹細胞在皮氏培養皿中培育的微小3D器官模型。

類器官來源於人類多能幹細胞，可以誘導成為人體內的任何一種細胞型別，已成為了解人類發育和疾病的重要研究工具

。它們使科學家得以擺脫細胞培養中簡單的二維生長，並加深了科學家們對各種器官（如肺、腦和心臟）的複雜三維形態和功能的認識。然而，在培養皿中培養微小器官是一個棘手的過程。

由Jason Spence博士領導的密歇根大學醫學院實驗室開發了一種新的培養腸道3D模型的方法，

該方法不僅簡單而且能提高類器官的複雜性和組織性

。這項研究取得的成果發表在《Cell Reports》上，題為：“Suspension culture promotes serosal mesothelial development in human intestinal organoids”文中詳細介紹了

腸道類器官包括漿膜間皮細胞

。漿膜間皮是腸道的最外保護層，這一層也被發現襯在許多其他器官系統中，對形成非粘附表面至關重要，而非粘附表面能使腹腔內的器官相對無摩擦地運動。

https：//doi。org/10。1016/j。celrep。2022。110379

在過去的研究中，培育各種型別的微型器官依賴於一種叫做Matrigel的支援性凝膠，它能夠形成讓不同型別細胞發育成類器官的3D支架。

“

Matrigel基質膠是類器官培養的黃金標準，但也有侷限性

，”斯賓塞實驗室博士候選人、該研究負責人Meghan Capeling解釋道。首先，

Matrigel基質膠非常昂貴

，5毫升的Matrigel基質膠就要大約200美元。其次，它來

源於小鼠腫瘤細胞

，“因此，如果你正在考慮下游臨床應用，它的效果不會很好，因為其含有未知的生物成分。”Capeling說。

在2018年發表的一篇早期論文中，Capeling和她的同事發現，

腸道類器官可以在一種生物惰性海藻酸凝膠中培養

，因為它們會形成自己支援性間充質細胞，在發育中的胎兒中，這些間充質細胞會轉化為結締組織和平滑肌。

這一發現讓研究小組懷疑這些細胞是否需要3D生長環境，他們認為答案是否定的

。在這篇新論文中，他們描述了他們

在簡單的懸浮培養中成功培育了人類腸道類器官

。

懸浮培養支援HIO生長和漿膜間皮形成

“它實際上看起來有點像珍珠茶，”Capeling說，“它只是一個充滿生長介質的正常組織培養皿。”（生長介質是一種液體，含有維持生命的化學物質和細胞生長所需的營養物質。）他們將懸浮培養的類器官與實際人體組織以及使用基質凝膠和海藻酸凝膠培養的類器官進行了比較，發現它們在分子水平上看起來相似。事實上，

懸浮類器官更接近實際的人體組織

。

研究小組的下一步是觀察這些漂浮的“迷你腸”是否真的能像發育中的人類腸道一樣發揮作用，他們還試圖

利用類器官來了解漿膜層是如何形成的，研究人員指出科學家目前還對人體漿膜層知之甚少

。同時，研究小組還探究了懸浮培養中形成漿膜的化學原因。

鑑於漿膜異常發育可能導致先天性缺陷，研究小組希望利用類器官來揭示該組織層的正常形成方式。Capeling和研究小組利用阻斷特定蛋白質活性的藥物，確定了兩條途徑，即Wnt和Hedgehog，這兩條途徑對漿膜的正常形成至關重要。

儘管懸浮法總體上減少了類器官

，但對於使用人類多能幹細胞的研究人員來說，該方法可能會扭轉類器官培養局面。該團隊希望，

懸浮培養為更大規模的類器官實驗開闢可能性

，

併成為研究人類發育和疾病的改進系統

。

參考資料：

https：//medicalxpress。com/news/2022-02-successfully-organoids-suspension-opportunity。html

注：本文旨在介紹醫學研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。

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