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尊龙凯时细胞因子在类器官培养中的应用

发布时间:2025-08-07   信息来源:尊龙凯时官方编辑

类器官(Organoids),又称微型器官(Mini-Organs),是在体外通过三维(3D)培养获得的与真实器官相似的培养物。与传统的3D培养方法相比,类器官具有更为显著的优势。它们起始于干细胞或组织前体细胞,利用这些细胞的分化和自我组织能力,形成由多种特异性成熟细胞组成的立体结构。这类培养物不仅在形态上与体内的来源组织或器官高度相似,还能够执行这些组织的功能,如分泌、滤过、神经活动和收缩等。

尊龙凯时细胞因子在类器官培养中的应用

最早的类器官模型创建于约40年前,但由于类器官在体外的存活时间较短,其应用受到限制。直到2009年,荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers及其博士后Toshiro Sato成功地在Matrigel上培养出可长期存活的小肠类器官,类器官的研究才真正焕发活力。自那时以来,研究人员在不到十年的时间里,成功开发出可长期培养的人和小鼠的胃、肺、肝、胰、肾、脑、视网膜、乳腺、前列腺和肿瘤等多种类器官。这些类器官的广泛应用前景令人振奋,特别是在疾病模型、药物筛选、药物安全性测试、器官移植、发育学及肿瘤学等领域。

类器官的体外培养涉及多种细胞因子,每种因子在培养过程中发挥着重要的功能,不同类型的类器官对因子的需求不同。本文将介绍在类器官培养中常用的细胞因子及其功能特点,供研究者参考。

EGF(表皮生长因子),又称Epidermal Growth Factor,是EGFR的主要配体之一,能够显著刺激多种表皮和上皮细胞的增殖。EGF通过与细胞外EGFR结合,触发胞内的酪氨酸激酶活化,从而激活下游信号通路,最终调控基因表达,对细胞的生长、分裂、分化、迁移与黏附等生理活动至关重要。此外,EGF还参与胃酸分泌和创伤修复过程,是肝脏、胃肠道等多种类器官培养的必需因子。

R-Spondin1,归属于Wnt调节物Rspo家族,是该家族中四个结构相关的分泌配体之一。Rspo-1在中枢神经系统的发育及其他器官中表达,能够激活Wnt/beta-catenin信号通路,调节干细胞的多能性并影响细胞的分化命运,对类器官的培养至关重要。

Wnt-3a,信号蛋白家族中的一员,在维持胚胎及成体组织的完整性中发挥关键作用。Wnt-3a信号在多种形态发生过程中都有重要影响,包括胚胎成型、细胞决定及CNS发育等。在类器官培养中,Wnt-3a和R-Spondin通常需要同时添加以激活信号通路。

Noggin,是可扩散蛋白家族的一部分,能够结合TGF-β家族的配体,抑制其与受体的结合,从而调节配体活性。Noggin在多种组织器官的发育中扮演重要角色。

FGF-basic(碱性成纤维细胞生长因子),是FGF家族的成员之一,参与促进细胞的增殖及分化,广泛应用于多种组织的发育和再生过程。它在血管再生和干细胞的培养中尤其重要,是在肝脏类器官培养中常用的因子之一。

Activin A,作为TGF-β超家族成员之一,具有调节细胞增殖和分化的生物活性,并在多种肿瘤中表现出重要性。它在肺和前列腺类器官的培养中发挥着关键作用。

BMP-4(骨形态发生蛋白4),参与骨和软骨的发育,具有使未分化间充质定向分化为成骨细胞的能力,在肝脏和肾脏类器官的培养中也经常被添加。

FGF-10,主要在上皮和间质细胞的分化中发挥作用,是胚胎发育及组织修复过程中的重要因子,该因子在类器官培养中也经常得以应用。

FGF-7(角质细胞生长因子),是一个对上皮细胞和角质形成细胞具有特异性的刺激因子,广泛应用于一些肿瘤类器官培养中。

HGF(肝细胞生长因子),在肝脏再生过程中扮演着关键角色,能够促进多种细胞的生长,是肝脏类器官培养中不可或缺的重要成分。

总之,类器官的研究为生物医学领域带来了全新的视角和应用潜力,其中尊龙凯时在推动类器官的研究和应用方面起到了积极的作用。了解并利用这些细胞因子的功能特点将为进一步的研究提供有价值的参考。