类器官研究对于3D类器官研究解决方案来说是必不可少的

小夏 科技 更新 2024-02-26

2023年,类器官研究将继续受到全球高度关注,为器官发生、疾病模拟、药物筛选、精准医疗等领域的发展提供更好的研究工具。

pubmed 对“类器官”的搜索显示,2023 年有 3,559 篇相关文章,比 2022 年增长了 16% 以上。

Nature Methods 将类器官培养过程中的关键技术——人工细胞外基质的开发列为 2024 年最值得关注的七大技术之一。

欧盟的“地平线欧洲2023-2024”工作计划还提议支持以类器官为中心的非动物技术的发展,并促进其在生物医学研究中的应用。

类器官更接近真实器官

实现类器官免疫微环境的构建

疾病类器官更准确地模拟疾病特征

类器官逐渐成为药物研发的关键工具,产业化进程正在加速

类器官技术已经成功构建了几乎所有的组织和器官,如肾、肝、肺、肠、脑、前列腺、胰腺和视网膜。 通过对器官发生过程、干细胞生态位组成和自组装调控机制的深入了解,研究人员优化了培养条件,构建了更多样化的细胞组成和结构与功能更接近真实器官的类器官。

2023年,Meier等利用人类多能干细胞构建了可模拟人类心脏发育、疾病和再生过程的心外膜类器官,Sasha Mendjan等建立了多房室心脏类器官,模拟左右心室、心房、流出道、房室管等结构,为心脏病研究提供了新工具。

多腔心脏类器官(**源自参考文献:多腔心形与人类心脏发育和心脏缺陷无关。)

西湖大学蔡尚团队通过构建生理结构更完整、稳定性更高的小鼠乳腺类器官,具有展示更复杂生理和病理过程的潜力,为乳腺干细胞的功能研究、微环境相互作用的研究以及肿瘤发生的早期病理过程研究提供了有力的工具。

如何构建具有结缔组织、血管和免疫细胞的微环境一直是类器官研究的关键问题。 2023年,科研人员在类器官免疫微环境构建方面取得重要进展。 Carine等人将含有多能干细胞的人肠道类器官(HIOS)移植到具有人源化免疫系统的小鼠肾囊中,并成功建立了具有功能性人类免疫组织的HIOS下一代体内模型。 James等人通过培养多能干细胞衍生的人结肠类器官(HCO)共同开发了多种免疫细胞群,包括造血内皮(HE)样细胞和红骨髓祖细胞,这些类器官经历典型的分化步骤以产生功能性巨噬细胞。 从这些研究中获得的肠道类器官可以更真实地模拟炎症性肠病等疾病的发生和发展过程,为相关机制的研究提供重要模型。

肠道类器官与免疫细胞协同发育(**来自参考文献:人类多能干细胞衍生的结肠类器官和人胎儿结肠中功能性驻留巨噬细胞的发育)。

通过基因修饰复制疾病特异性状,或直接利用患者**,保留病理突变,构建疾病类器官也是该领域的重点研究方向之一。 其中,肿瘤类器官的构建发展最快,已成为直观高效的肿瘤机制研究和测试模型,据统计,全球已建立43个肿瘤类器官生物库。

类器官研究的快速发展是基于研究人员制定的一系列培养策略。 根据细胞和最终分化类型,在类器官培养过程中需要添加不同的细胞因子组合,以促进或抑制类器官形成中涉及的信号通路并获得所需的类器官。

义翘神州开发了一系列高活性、低内毒素、高批次一致性、高纯度的重组生长因子,以实现类器官的最佳生长,确保实验结果的可重复性。 这些产品已通过多个客户的类器官平台验证,产品质量得到了市场的充分认可!

人胎儿甲状腺类器官培养

人胎儿甲状腺类器官培养过程及免疫荧光双标记检测结果,**

结直肠癌类器官培养

**结直肠癌类器官在第 0 天和第 24 天对 5-fu 的反应。 (a) 5-fu敏感类器官; (b) 耐受 5-fu 的类器官。 义翘神州的产品有助于类器官培养:RSPO1、NOG、EGF。 **

b)MCRC类器官培养过程的不同形态;(c) 原发肿瘤和患者来源类器官的组织病理学特征。 **

类器官培养成功后,需要进行评估和验证,以确保类器官与靶器官或组织一致,这是后续应用类器官的重要前提。 主要采用的类器官鉴定方法包括H&E染色、免疫组化、免疫荧光、单细胞测序等多种评价方法,以及从形态学、组织病理学和分子遗传学等多个角度进行验证。

类器官领域正处于技术爆炸和科研成果的阶段,其发展已进入快车道。 如何培养类器官? 如何正确分析和表征类器官? 它是类器官研究成功的基石。 结合实际案例,整合资源,制定全面的“3D类器官研究解决方案”,欢迎大家进入***了解和关注!

1. schmidt c, et al. multi-chamber cardioids unr**el human heart development and cardiac defects. cell, 2023, 186: 5587-605

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