類器官(organoids)是一種利用具有干性潛能的細(xì)胞體外培養(yǎng)出的3D細(xì)胞培養(yǎng)物。由于與對(duì)應(yīng)的器官擁有高度相似的組織學(xué)特征,具有自我更新和自我組織能力,并能重現(xiàn)該器官的部分生理功能,因此類器官可作為多種疾病的體外模型,在干細(xì)胞與發(fā)育、再生醫(yī)學(xué)、疾病研究、藥物開發(fā)和精準(zhǔn)醫(yī)療等多個(gè)方面擁有廣泛的應(yīng)用前景。類器官在體外培養(yǎng)時(shí),由于周期較長(zhǎng),培養(yǎng)過程中注意事項(xiàng)較多,操作較為繁瑣,在操作過程中難免會(huì)遇到些許"疑難雜癥"導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗!扎心且鬧心~ |
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01 細(xì)胞準(zhǔn)備篇 |
問:組織消化選擇什么消化液,消化多長(zhǎng)時(shí)間? 答:組織的消化液有兩種,一種是EDTA,另一種是膠原酶,EDTA適合消化空腔性器官,例如小腸和胃;膠原酶消化比較廣泛,一般會(huì)搭配DNA酶一起使用,基本適合所有組織的消化。不同組織消化時(shí)間差異比較大,從十幾分鐘到數(shù)時(shí)小時(shí)都有。 |
問:消化的溫度如何選擇? 答:EDTA消化可以在冰上進(jìn)行,膠原酶的消化需要37℃,這樣酶的活性最高。 |
問:基質(zhì)膠培養(yǎng)之前,如何篩出干性細(xì)胞? 答:如果是單細(xì)胞,并且已知干細(xì)胞的特異性標(biāo)記,可以通過流式分選或者磁珠分選。 |
問:類器官的培養(yǎng)必須要細(xì)胞具有干性嗎?正常組織成熟體細(xì)胞可以做類器官培養(yǎng)嗎? 答:只有干細(xì)胞擴(kuò)增來源的培養(yǎng)物才能稱之為類器官,因此干性是必要條件。正常組織的成熟體細(xì)胞中往往會(huì)有一部分成體干細(xì)胞(標(biāo)志物為L(zhǎng)gr5,CD133等),這部分細(xì)胞可以進(jìn)行類器官培養(yǎng)。 |
問:如何選擇構(gòu)建類器官的來源細(xì)胞? 答:理論上所有類器官都可以選擇從ESC/IPSC來構(gòu)建,部分類器官可以選擇從組織中分離成體干細(xì)胞來構(gòu)建,成體干細(xì)胞來源的類器官其構(gòu)建周期短,體外傳代次數(shù)多,相對(duì)而言構(gòu)建成本低;根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求,如果要通過類器官模型來研究器官的發(fā)育,需要對(duì)起始細(xì)胞進(jìn)行基因編輯,一般都是通過ESC/IPSC來構(gòu)建類器官。 |
02 類器官培養(yǎng)篇 |
問:類器官培養(yǎng)需要多長(zhǎng)時(shí)間? 答:如果選擇從ESC/IPSC來構(gòu)建類器官,需要1-2月(甚至更長(zhǎng))才能構(gòu)建成功,如果是選擇從成體干細(xì)胞來構(gòu)建類器官,一般只需要1-2周就可構(gòu)建成功。 |
問:基質(zhì)膠如何重懸細(xì)胞? 答:用基質(zhì)膠去混細(xì)胞時(shí),可以直接用基質(zhì)膠去重懸細(xì)胞;也可以用培養(yǎng)基:基質(zhì)膠=1:1的比例稀釋后重懸細(xì)胞,但是不推薦更大比例稀釋基質(zhì)膠,因?yàn)榧尤脒^多的培養(yǎng)基時(shí),膠滴容易散開,整個(gè)重懸過程在冰上操作,重懸細(xì)胞時(shí)禁止產(chǎn)生氣泡。 |
問:不同孔板培養(yǎng)類器官培養(yǎng)所需的基質(zhì)膠和培養(yǎng)基體積? 答:類器官常用24孔板進(jìn)行培養(yǎng),一般每孔種一個(gè)50μl的膠滴,加入500μl培養(yǎng)基覆蓋膠滴;6孔板每孔可以種多個(gè)50μl的膠滴,加入2ml培養(yǎng)基覆蓋膠滴;96孔板一般每孔種一個(gè)10μl的膠滴,加入200μl培養(yǎng)基覆蓋膠滴。 |
問:基質(zhì)膠可否反復(fù)凍融? 答:基質(zhì)膠不建議反復(fù)凍融,偶爾凍融一兩次沒問題,多次凍融會(huì)影響基質(zhì)膠內(nèi)蛋白活性,但是要注意,基質(zhì)膠凝固后不建議再用了。 |
03 類器官傳代篇 |
問:類器官傳代時(shí)如何收獲類器官?如何將類器官分散開? 答:基質(zhì)膠在4℃時(shí)會(huì)變得很軟,吹打后可將基質(zhì)膠分散開。通過離心去除上清液里的基質(zhì)膠,收集的類器官重懸后可通過機(jī)械力吹打進(jìn)行解離;也可以選擇用Cell recovery solution來消化基質(zhì)膠,使基質(zhì)膠溶解,通過離心去除上清液里的基質(zhì)膠,Cell recovery solution對(duì)細(xì)胞團(tuán)消化作用不明顯,因此更多時(shí)候類器官傳代需要使用消化酶(包括胰酶)消化成單細(xì)胞或小細(xì)胞團(tuán)。 |
問:類器官傳代一般怎么傳? 答:先把基質(zhì)膠消化掉,可以對(duì)類器官消化(消化酶處理)或不消化(機(jī)械力吹打)。傳代通常按照1:2、1:3、1:4甚至1:10的比例都有傳代成功的例子。 |
問:如果傳代,有沒有對(duì)前一代類器官數(shù)量的要求? 答:由于傳代過程中類器官會(huì)有損失,因此類器官傳代時(shí)對(duì)前一代理論上有一定的數(shù)量要求,如類器官數(shù)量較少、尺寸較小、活性較差等都會(huì)影響傳代培養(yǎng)效果。類器官傳代須在類器官數(shù)量較多,且細(xì)胞狀態(tài)較好時(shí)進(jìn)行。傳代時(shí)酶解或吹打盡量輕柔以免損傷細(xì)胞。并且傳代操作時(shí)盡量避免反復(fù)操作以免造成較大的細(xì)胞損失。 |
04 腫瘤類器官篇 |
問:腫瘤類器官的培養(yǎng)是否也會(huì)生成正常的類器官,是否會(huì)影響藥敏測(cè)試的結(jié)果? 答:腫瘤類器官來源即為腫瘤組織,即使存在部分正常細(xì)胞,也是腫瘤微環(huán)境的一部分,且正常細(xì)胞的干性、增殖能力弱于腫瘤細(xì)胞,因此類器官建立后其大部分細(xì)胞為腫瘤細(xì)胞,少數(shù)正常細(xì)胞基本不會(huì)影響藥敏測(cè)試。 |
問:培養(yǎng)腫瘤類器官需要原始腫瘤組織的大小是多少?活檢樣本量足夠嗎? 答:腫瘤類器官培養(yǎng)所需手術(shù)組織大概需要3顆黃豆大小以上,穿刺活檢樣本需要至少3針,內(nèi)鏡活檢至少鉗取6顆以上。因腫瘤異質(zhì)性較大,建議可以取腫瘤組織不同部位分別進(jìn)行類器官培養(yǎng)。 |
問:腫瘤類器官培養(yǎng)后能否建系? 答:部分腫瘤類器官是具有長(zhǎng)期培養(yǎng)和穩(wěn)定傳代的能力的,這類類器官可用于建系,但不是所有類器官都可以建系。 |
05 類器官鑒定篇 |
問:如何去鑒定培養(yǎng)的類器官是否成功? 答:看類器官大小、結(jié)構(gòu)以及是否具有特殊形態(tài)。一般初次培養(yǎng),最好進(jìn)行HE、免疫熒光、基因測(cè)序鑒定。 |