简介:摘要骨缺损修复一直是再生医学研究领域中的热点和难题。近年来骨组织工程技术的飞速发展极大提升了骨缺损修复水平,但是骨再生研究仍然面临诸多挑战,如病理条件下骨再生困难、再生调控机制不清等,导致骨组织工程技术发展遇到瓶颈,制约了对骨再生修复的深入研究。骨类器官是一个全新概念,是一类特殊复杂的硬组织,可根据生物学基础理论,借助组织工程3D培养技术在体外构建,模拟体内骨组织的复杂生物学功能。骨类器官有助于阐明骨再生调控机制、筛选组织工程材料、促进骨再生修复,在骨再生研究中展现出广阔的应用前景。笔者就骨类器官的特点、构建策略及价值进行初步探讨,为骨缺损治疗提供新思路。
简介:摘要肺癌是世界上常见的恶性肿瘤之一,发病率和死亡率均居恶性肿瘤首位。传统肿瘤模型的缺陷制约着肺癌的发生机制、药物研发和临床转化等研究。肿瘤类器官作为新一代的三维肿瘤模型,能够真实保留原始肿瘤的形态结构和肿瘤异质性,并具有培养时间短、增殖效率高、可长期保存等优势。近年来,包括肺癌在内的多种恶性肿瘤的类器官被成功构建,其在肿瘤相关的研究中表现出巨大应用价值,但仍存在创建成本较高和无法完全模拟肿瘤微环境的缺点。目前,借助肺癌类器官已实现临床前抗肿瘤药物筛选,极大地推动了肺癌个体化治疗的发展,并有望联合液体活检和基因编辑技术在肺癌的防治研究中取得更大的突破。本篇拟针对类器官在肺癌防治研究中的应用进行综述。
简介:背景:小肠类器官是体外研究肠道上皮最好的工具,应用前景广泛,然而目前国内尚无相关研究报道。目的:在国内建立并优化小肠类器官培养技术,为小肠上皮细胞的基础研究提供平台。方法:常规培养L-WRN细胞,收集含不同浓度胎牛血清(FBS)的条件培养基。处死6~8周龄C57BL/6小鼠,自末端回肠起取约15cm肠段,纵向剖开,EDTA法分离、收集隐窝上皮,以基质胶包埋多聚化后加入不同浓度梯度的L-WRN条件培养基,显微镜下动态观察出芽情况,待出芽达一定长度后,重新包埋传代培养。结果:与含20%FBS的L-WRN条件培养基相比,含10%FBS的条件培养基更有利于小肠类器官的体外培养。条件培养基浓度为10%、15%、20%、25%、30%均可促使小肠类器官形成,15%条件培养基的出芽率最高。结论:本研究在国内首次成功建立了小肠类器官培养技术,并发现15%L-WRN条件培养基(含10%FBS)更有利于小肠类器官出芽。
简介:目的采用机械分离和酶消化相结合的方法分离小肠上皮类器官单位(IOUs),并进行形态及功能鉴定,建立稳定的分离培养技术。方法采用机械法剪碎小肠组织,中性蛋白酶和胶原酶联合消化分离组织碎片,差速沉淀法获得IOUs,通过相差显微镜观察IOUs形态,组织学、免疫组化证实其增殖特性及上皮刷状缘完整性,原代二维培养观察IOUs体外增殖及细胞群体组成。结果分离的IOUs大部分形态完整,PAS染色显示连续的刷状缘,并可见杯状细胞,PCNA染色阳性并呈梯度改变,IOUs体外培养可见构成小肠的各胚层细胞。结论采用机械分离和酶消化相结合的方法可以得到形态完整、增殖活跃的IOUs,有望为组织工程小肠构建提供种子细胞。
简介:摘要目的探究新生小鼠肠道类器官的发育成熟过程,为围产期胎儿/新生儿肠道上皮发育及相关疾病的研究提供新模型。方法取3日龄C57BL/6小鼠肠道组织,利用标准条件培养肠道类器官,传代培养至第5代。利用倒置相差显微镜观察并记录各代肠道类器官形态变化。利用实时荧光定量聚合酶链反应和免疫荧光技术检测各代肠道类器官中肠道干细胞及肠道上皮各类型分化细胞标志物的表达及组织细胞定位(选取的标志基因:肠道干细胞:Lgr5;胎儿期肠道祖细胞:Tpm2和Gja1;肠道上皮细胞:Villin;帕内特细胞:Lyz1;杯状细胞:Muc2;内分泌细胞:Chga;选取的各细胞标志蛋白:肠上皮细胞:绒毛蛋白;杯状细胞:黏蛋白2;内分泌细胞:嗜铬粒蛋白A;帕内特细胞:溶菌酶)。采用单因素方差分析和Bonferroni检验进行统计学分析。结果新生小鼠肠道类器官中存在不成熟的球状体和具有隐窝-绒毛结构的成熟型类器官这2种类型。原代培养物中以球状体为主要形态,占(96.61±1.36)%;从原代至传代第2代间,类器官形态变化表现为球状体比例明显下降[第2代占比下降至(8.93±1.50)%],且面积缩小(F=12.88,P<0.001);第2代至第5代类器官的形态以成熟类器官为主,占比从(91.07±1.50)%升至(95.56±2.14)%。肠道干细胞标志基因Lgr5的表达在从原代传代到第2代之间降低(F=76.75,P<0.001),第2代Lgr5表达为原代的0.40±0.06,在第2代之后上升。胎儿期肠道祖细胞标志基因Tpm2表达在传代中明显下降(原代1.00±0.11,第5代0.003±0.001,F=148.00,P<0.001);Gja1的表达在原代(1.00±0.14)至第2代(0.06±0.04)间下降(F=197.10,P<0.001),在第2代后保持稳定低表达(F=2.20,P=0.13)。肠道上皮内各类型分化细胞(肠上皮细胞、杯状细胞、内分泌细胞和帕内特细胞)的标志基因表达在传代第2代之后呈现升高趋势(Villin:第2代0.46±0.11,第5代1.02±0.05;Muc2:第2代0.68±0.29,第5代8.79±0.61;Chga:第2代2.53±0.16,第5代4.32±0.45;Lyz1:第2代0.98±0.21,第5代3.81±0.36;P值均<0.05)。免疫荧光染色结果显示,在原代及第5代培养物中,肠上皮细胞标志蛋白绒毛蛋白均沿肠道类器官绒毛侧分布。杯状细胞标志蛋白黏蛋白2及内分泌细胞标志蛋白嗜铬粒蛋白A在原代中表达很低,而到第5代中染色明显。在原代培养物中帕内特细胞标志蛋白溶菌酶弥散性均匀分布在类器官细胞内,而在第5代中可见高荧光强度点状表达。结论新生小鼠肠道类器官的连续培养可模拟未成熟肠道上皮的发育成熟过程。原代至传代第2代类器官也许可作为胎儿至新生儿期肠道上皮发育的研究模型,传代第2~5代类器官也许可作为新生儿期肠道疾病研究的新模型。
简介:摘要目的探索卵巢上皮性癌(卵巢癌)类器官的建立方法及初步应用。方法收集2021年10月至2022年3月于南京医科大学第一附属医院行手术治疗的32例卵巢癌患者的新鲜癌组织标本,通过组织酶解、消化、基质凝胶包埋等流程建立卵巢癌类器官。采用HE染色与免疫荧光染色验证卵巢癌类器官的形态结构与分子标志物的表达,3D类器官细胞活性染色法检测卵巢癌类器官细胞的活性状态。在卵巢癌类器官培养液中分别加入不同浓度(5、10、20、40、80 μmol/L)的卡铂,计算卵巢癌类器官对卡铂的50%抑制浓度(IC50)。结果(1)32份卵巢癌组织标本中,18份在体外产生可稳定传代的类器官,体外稳定扩增时间均>3个月,最长者达9个月;14份可短期传代的类器官,连续扩增时间均<2个月。(2)HE染色显示,卵巢癌类器官的细胞核呈明显的异型性,且局部可形成微乳头状结构。免疫荧光染色显示,卵巢癌类器官表达与原代卵巢癌相似的分子标志物,如广谱细胞角蛋白(Pan-CK)、p53、配对盒基因8(PAX8)、Wilms瘤基因1(WT1)。(3)3D类器官细胞活性染色法检测显示,卵巢癌类器官内部及类器官的周围出现大量凋亡细胞。在体外可稳定扩增的18份类器官对卡铂的IC50为(29.5±15.8)μmol/L;其中,接受了新辅助化疗后生成的4份类器官对卡铂的IC50为(48.7±11.3)μmol/L,高于14份未接收新辅助化疗者[(24.0±12.1)μmol/L],两者比较,差异有统计学意义(t=3.429,P=0.022)。结论卵巢癌类器官能够在体外模拟卵巢癌的特征,并且能够稳定传代,新辅助化疗后卵巢癌组织产生的类器官对卡铂具有更高的耐药性。
简介:摘要类器官模型在发育生理学研究、疾病模型构建、药物筛选中发挥着日趋重要的作用。然而传统的类器官培养方式操作繁复、标准化程度低、无法复现体内生理/病理微环境,导致获得的类器官产量低、均一性差、成熟度低,难以满足研究及应用需求。作为一种精确操控微量流体的新兴技术,微流控芯片既可对类器官培养的微环境因素(如生化因子浓度、流体剪切力、营养供应等)进行精确控制,也能够与微加工技术、传感技术等集成以构建器官特异性微环境并实现对类器官的连续监测,有望替代传统培养方式,使类器官在基础研究和生物医学应用中发挥更大的作用。本综述系统介绍了微流控芯片技术在不同来源的类器官的研究中的应用,并对其局限性和发展前景进行了探讨。
简介:目的建立一种研究肠上皮细胞的体外模型—小肠类器官培养体系,探索其相关病理检测技术方法,为肠道相关疾病的体外研究提供便利平台。方法将小鼠肠上皮隐窝分离并培养成小肠类器官,体外模拟肠上皮的生长发育过程。通过制作石蜡切片,探索应用免疫组化技术以及基于基质胶中类器官三维水平免疫荧光技术对相应的增殖与分化信号进行检测。结果探索并建立了小肠类器官体外培养体系,应用石蜡切片免疫组化技术与三维水平免疫荧光技术能够准确检测小肠上皮结构的生长发育状态。结论小肠类器官体外培养体系的建立与免疫检测技术的应用,将逐渐使其成为人们研究肠道相关疾病最为有利的技术手段。
简介:摘要类器官是一种在体外由干细胞诱导分化形成的、与体内器官具有高度相似组织结构的简化版器官,其中视网膜类器官研究深入且广泛。视网膜类器官的诱导分化技术经历了多次改进,效率不断提高,发育程度不断完善。视网膜类器官在作为视网膜发育和疾病模型、替代治疗的种子细胞库等方面有着广阔的应用前景。然而,视网膜类器官仍有很大的研究空间,其诱导分化的普适性、高效性、类器官诱导分化的异质性及其与胚胎视网膜发育的差异性等仍是该领域亟待解决的问题。研究人员应深入、细致地了解类器官发育过程中的分子、基因、细胞乃至组织结构等多个层面的调控机制,以促进视网膜类器官技术的临床应用。