尊敬的科研工作者們！

你們一定聽說過CERO 3D Incubator & Bioreactor這款細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)吧！它在類器官研究領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)，讓我們一起來了解一下吧！
 

首先，CERO提供了最佳的細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境，通過獨(dú)特的3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，監(jiān)測(cè)和控制溫度、pH和二氧化碳水平，為類器官的生長(zhǎng)和發(fā)育提供最適宜的條件。
 

其次，CERO能夠提高類器官的復(fù)雜性和成熟度，模擬更真實(shí)的生理結(jié)構(gòu)和功能。這對(duì)于研究類器官在特定生理環(huán)境下的反應(yīng)和功能具有重要意義，讓我們的研究更加接近真實(shí)，更有說服力。

再次，CERO減少了對(duì)嵌入基質(zhì)的依賴，提供最大的均勻性和穩(wěn)定性(如CEROtubes有獨(dú)特的鰭狀設(shè)計(jì))，使得類器官的培養(yǎng)更加標(biāo)準(zhǔn)化和可重復(fù)。這對(duì)于研究結(jié)果的可靠性和可比較性非常重要，讓我們的實(shí)驗(yàn)更精準(zhǔn)，更可信。
 

最后，CERO適用于各種組織類型的類器官培養(yǎng)，如肝臟、腎臟、腸道、皮膚等，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。無論你是研究肝臟還是皮膚，CERO都能滿足你的需求。

我們一起了解一下類器官的前世今生
類器官的起源——自組織現(xiàn)象：類器官的起源可以追溯到1907年，當(dāng)時(shí)44歲的美國(guó)貝克羅萊那大學(xué)教授威爾遜 (H. V. Wilson)發(fā)現(xiàn)通過機(jī)械分離的海綿(sponge)細(xì)胞可以重新聚集并自組織成為新的具有正常功能的海綿有機(jī)體，他的研究結(jié)果于1910年發(fā)表。

Wilson, H. V. Development of sponges from dissociated tissue cells(1910)

我們要知道類器官是由多個(gè)不同類型的細(xì)胞組成，協(xié)同工作以執(zhí)行特定的功能，類似于真正的器官。它們可以是人工合成的，也可以是通過再生醫(yī)學(xué)技術(shù)生長(zhǎng)出來的。類器官的來源總結(jié)還有如下圖六種：

Xu et al. Journal of Hematology & Oncology (2018)

近年來火熱的干細(xì)胞研究，主要開始于上世紀(jì)末。1987年，A.J. Friedenstein發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞 (Mesenchymal Stem Cell,MSC)。1998年，美國(guó)生物學(xué)家James Thomson首次分離得到人胚胎干細(xì)胞。2007年，Thomson教授成功制造出人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (induced Pluripotent Stem Cells,iPSC).如今，絕大多數(shù)類型的非腫瘤來源的人源類器官均可由MSC或iPSC發(fā)育而來，干細(xì)胞研究的飛速進(jìn)展為類器官研究帶來新的活力。

近十余年類器官的發(fā)展，如下圖

類器官發(fā)展歷程
(Claudia Corrò et al. Am J Physiol Cell Physiol, 2020)

CERO 3D與軌道振蕩器的比較—鼠胚干細(xì)胞
誘導(dǎo)心肌細(xì)胞后的3、8和13天分化研究
 

這里有一段來自CERO的客戶（Jaya Krishnan教授，法蘭克福歌德大學(xué)心血管再生研究所，Genome Biologics聯(lián)合創(chuàng)始人）的評(píng)價(jià)：

“我們所有研究的最終目標(biāo)是識(shí)別和開發(fā)具有臨床相關(guān)性的治療人類心臟病的藥物。為此，我們利用人類自組織的心臟類器官進(jìn)行高通量藥物篩選，以及利用體內(nèi)的人類先天性疾病的遺傳模型，作為我們的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，結(jié)合腺相關(guān)病毒（AAV）和反義RNA作為治療劑。CERO 3D大大簡(jiǎn)化了我們的心臟類器官生成的工作流程，并使我們能夠顯著提高類器官的生產(chǎn)規(guī)模。使用CERO 3D生成的類器官顯示出更好的細(xì)胞組織，以及在生產(chǎn)批次內(nèi)外的均勻性和一致性。”

·不僅如此，CERO還應(yīng)用于豬的肌源性類器官的研究（該研究于2022年在Cells上發(fā)表，影響因子≥4.9）

三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)比平面表面更適合模擬體內(nèi)細(xì)胞環(huán)境。球體是多細(xì)胞聚集體，我們旨在使用中型培養(yǎng)箱和生物反應(yīng)器混合設(shè)備，制備無支架的肌源性起源球體，稱為肌球體。首次使用這種技術(shù)從原始豬肌細(xì)胞（PMC）獲得球體，并將其形態(tài)學(xué)和生長(zhǎng)參數(shù)、標(biāo)記物表達(dá)和肌源潛能與C2C12來源的球體進(jìn)行了比較。兩種細(xì)胞類型都能在生物反應(yīng)器中在24小時(shí)后形成圓形球體。C2C12球體的平均直徑（44.6µm）大于PMC球體（32.7µm），最大直徑超過了1mm。C2C12細(xì)胞形成的聚集體較PMC更少，并具有更高的密集度（細(xì)胞核/平方毫米）。從球體中分離后，C2C12細(xì)胞和PMC開始再次增殖，并能夠分化為肌源系譜，通過肌管形成和FActin、Desmin、MyoG和Myosin的表達(dá)來證明。在C2C12中，球體中觀察到多核合體和Myosin的表達(dá)，表明加速了肌源分化�？傊�，中型培養(yǎng)箱和生物反應(yīng)器系統(tǒng)適用于從原始肌細(xì)胞中形成和培養(yǎng)球體，并保持其肌源潛能。
 

Cells 2022, 11,1453. https://doi.org/10.3390/cells11091453

·CERO還應(yīng)用于腦類器官的發(fā)育研究：“跨發(fā)育過程中從中等到納米尺度成像三維腦器官結(jié)構(gòu)”

并在2022年發(fā)表于HUMAN DEVELOPMENT

文獻(xiàn)索引：Development(2022)149,dev200439.doi:10.1242/dev.200439

根據(jù)Paşca等人（2015）的改良方案，使用CERO 3D培養(yǎng)箱-生物反應(yīng)器的步驟如下：
1、iPSCs解離：使用StemProAccutase將iPSCs解離成單細(xì)胞懸浮液。
2、類器官形成：將1.5×106個(gè)iPSCs轉(zhuǎn)移到AggreWell800板中，每個(gè)微孔中含有5000個(gè)細(xì)胞。使用培養(yǎng)基，包括50% DMEM-F12 GlutaMax、50%神經(jīng)基底培養(yǎng)基。添加以下成分到培養(yǎng)基中：1:100 B-27、1:200 N-2、1:200 MEM-NEAA、1mM L-谷氨酰胺、1:1000 β-巰基乙醇、10μg/ml胰島素。添加兩種SMAD途徑抑制劑dorsomorphin（1μM）和SB-431542（10μM），以及ROCK抑制劑Y-27632（10μM）。將具有和不具有霍亂弧菌誘導(dǎo)eGFP構(gòu)建物的iPSC按10/90的比例混合。在最初的5天里，每天更換不含ROCK抑制劑的培養(yǎng)基。

類器官培養(yǎng)：將類器官轉(zhuǎn)移到CEROtubes中，放入旋轉(zhuǎn)的CERO 3D生物反應(yīng)器。從第5天到第12天，每隔一天喂養(yǎng)類器官。在第12天，改用含有bFGF（10ng/ml）而不是SMAD抑制劑的培養(yǎng)基培養(yǎng)4天。從第16天開始，類器官在未添加補(bǔ)充物的情況下維持，每隔一天更換一次培養(yǎng)基。
 

·LSFEM的器官樣本準(zhǔn)備
LSFEM的器官樣本準(zhǔn)備包括固定、滲透化、免疫染色、嵌入和消化等步驟。通過對(duì)樣本的處理和擴(kuò)張，可以實(shí)現(xiàn)清晰的成像和超分辨率的分析。（F，G）示例展示了根據(jù)II方案（CERO培養(yǎng)制備）的3個(gè)月大腦器官樣本（F）和根據(jù)I方案(6孔板培養(yǎng)制備)的2個(gè)月大腦器官樣本（G）的光學(xué)切片。兩者都經(jīng)過Hoechest和ZO1的染色。

綜合以上步驟，CERO 3D生物反應(yīng)器能夠在中-納米級(jí)光學(xué)分辨率下對(duì)整個(gè)腦器官體進(jìn)行縮放，獲得關(guān)于腦器官體結(jié)構(gòu)和亞細(xì)胞細(xì)節(jié)的全面視圖。同時(shí)，通過LSFEM的超分辨率成像，可以可視化保留有空間信息的突觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)超分辨率下的擴(kuò)展神經(jīng)回路的分析。通過LSFM和LSFEM的結(jié)合，CERO為成熟的腦類器官的分析提供了一種有效的方法。

總的來說，CERO在類器官研究方面具有多種優(yōu)勢(shì)，如提供最佳細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境、提高類器官成熟度與復(fù)雜性、標(biāo)準(zhǔn)化和可重復(fù)培養(yǎng)，適用于多種組織類型。類器官的優(yōu)勢(shì)在于模擬人體生理狀態(tài)、提高實(shí)驗(yàn)可靠性與準(zhǔn)確性，廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、藥物研發(fā)、臨床試驗(yàn)和再生醫(yī)療。讓我們共同努力，將類器官研究推向新的高度！