【Cell子刊】还在基质胶培养类器官？悬浮培养类器官了解一下

在过去的十年里，研究人体如何发育和运转的科学家们经历了一次复兴，这要归功于一种被称为“类器官”的结构——一种由多能干细胞在皮氏培养皿中培育的微小3D器官模型。

类器官来源于人类多能干细胞，可以诱导成为人体内的任何一种细胞类型，已成为了解人类发育和疾病的重要研究工具。它们使科学家得以摆脱细胞培养中简单的二维生长，并加深了科学家们对各种器官（如肺、脑和心脏）的复杂三维形态和功能的认识。然而，在培养皿中培养微小器官是一个棘手的过程。

由Jason Spence博士领导的密歇根大学医学院实验室开发了一种新的培养肠道3D模型的方法，该方法不仅简单而且能提高类器官的复杂性和组织性。这项研究取得的成果发表在《Cell Reports》上，题为：“Suspension culture promotes serosal mesothelial development in human intestinal organoids”文中详细介绍了肠道类器官包括浆膜间皮细胞。浆膜间皮是肠道的最外保护层，这一层也被发现衬在许多其他器官系统中，对形成非粘附表面至关重要，而非粘附表面能使腹腔内的器官相对无摩擦地运动。

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110379

在过去的研究中，培育各种类型的微型器官依赖于一种叫做Matrigel的支持性凝胶，它能够形成让不同类型细胞发育成类器官的3D支架。

“Matrigel基质胶是类器官培养的黄金标准，但也有局限性，”斯宾塞实验室博士候选人、该研究负责人Meghan Capeling解释道。首先，Matrigel基质胶非常昂贵，5毫升的Matrigel基质胶就要大约200美元。其次，它来源于小鼠肿瘤细胞，“因此，如果你正在考虑下游临床应用，它的效果不会很好，因为其含有未知的生物成分。”Capeling说。

在2018年发表的一篇早期论文中，Capeling和她的同事发现，肠道类器官可以在一种生物惰性海藻酸凝胶中培养，因为它们会形成自己支持性间充质细胞，在发育中的胎儿中，这些间充质细胞会转化为结缔组织和平滑肌。

这一发现让研究小组怀疑这些细胞是否需要3D生长环境，他们认为答案是否定的。在这篇新论文中，他们描述了他们在简单的悬浮培养中成功培育了人类肠道类器官。

悬浮培养支持HIO生长和浆膜间皮形成

“它实际上看起来有点像珍珠茶，”Capeling说，“它只是一个充满生长介质的正常组织培养皿。”（生长介质是一种液体，含有维持生命的化学物质和细胞生长所需的营养物质。）他们将悬浮培养的类器官与实际人体组织以及使用基质凝胶和海藻酸凝胶培养的类器官进行了比较，发现它们在分子水平上看起来相似。事实上，悬浮类器官更接近实际的人体组织。

研究小组的下一步是观察这些漂浮的“迷你肠”是否真的能像发育中的人类肠道一样发挥作用，他们还试图利用类器官来了解浆膜层是如何形成的，研究人员指出科学家目前还对人体浆膜层知之甚少。同时，研究小组还探究了悬浮培养中形成浆膜的化学原因。

鉴于浆膜异常发育可能导致先天性缺陷，研究小组希望利用类器官来揭示该组织层的正常形成方式。Capeling和研究小组利用阻断特定蛋白质活性的药物，确定了两条途径，即Wnt和Hedgehog，这两条途径对浆膜的正常形成至关重要。尽管悬浮法总体上减少了类器官，但对于使用人类多能干细胞的研究人员来说，该方法可能会扭转类器官培养局面。该团队希望，悬浮培养为更大规模的类器官实验开辟可能性，并成为研究人类发育和疾病的改进系统。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

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

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。