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类器官和球体培养的区别在哪里?

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发表于 2020-9-13 22:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
  在细胞培养的过程当中,经常有人把类器官和球体培养弄混淆,而且也根本不知道这两者之间的概念到底是什么,所以今天这篇文章主要就是介绍类器官和球体培养的具体区别在哪?

  类器官3D培养

  类器官是人体发育和疾病的体外模型。人们通常认为它们是器官的微型版本,并且它们通常显示出非常精确的微观解剖结构。目前已经为许多器官类型建立了类器官,包括(但不限于)小肠和大肠、肺、脑、肝、胃、肾和视网膜。

  类器官通常来源于单个成体干细胞(aSC)或胚胎干细胞(ESC)。它们也可由诱导性多能干细胞(iPSC)生成,例如皮肤或血细胞,它们已被重新编程为类似胚胎的多能状态。

  为了成功建立类器官,必须仔细考虑不同的可用方案,这些方案因所用干细胞的性质而有所差异。例如,尽管基于iPSC和ESC的类器官利用内源性发育过程,但必须强迫aSC形成类器官。康宁实验室已通过补充器官特定的生长因子混合物来控制培养环境,从而针对许多器官类型成功实现了这一目标。这些生长因子模拟生理组织自我更新或损伤修复过程中的干细胞巢环境。

  不管用于类器官建立的干细胞类型如何,通用环节是使用能够在体外自我更新和分化为多种谱系的干细胞。这产生了由不同细胞谱系组成的多细胞3D结构,反映了器官的重要结构和功能特性。

  球状体3D培养

  球状体是3D培养物,由单一细胞类型或多细胞混合物产生的细胞聚合物组成。由永生化细胞系、原代细胞或人体组织的片段建立球状体。低粘附性培养条件用于促进细胞自聚集,形成球形3D结构。

  使用不同来源细胞的多细胞混合物形成球状体时,结果是“器官型培养”,表明体内组织的多细胞方面的繁殖。

  通常,球状体包含细胞层,其中一些暴露在表面上,而另一些则埋在球体内。球状体是异质的,通常包括增殖性、非增殖性和坏死细胞,这些细胞可以经过良好充氧或缺氧。

  类器官和球状体之间的差异

  通常,有两个主要差异:

  1发育动力的性质:内部发育过程推动类器官的形成,而球状体则主要通过细胞间粘附来发育。

  23D培养可以维持的时长:培养中细胞的长期体外扩增需要不成熟的干细胞种群来补充濒临消亡的细胞。类器官来自体外培养过程中的干细胞群并维持此干细胞群,能保证其长期生存能力。这是通过优化培养物生长条件来实现的,例如提供基底膜基质(即Matrigel®)并添加一系列激动剂(例如Wnt和酪氨酸激酶受体)和抑制剂(例如骨形态发生蛋白/转化生长因子-β)。

  重要的是,类器官传代时,它们会在数代内保留原器官的遗传学特征。因此,当来源于多种组织类型时,它们可用作离体维持的“生物样本活库”。

  相比之下,组织来源的球状体的长期培养具有挑战性,这可能是由于提取和维持活细胞的固有技术困难导致。

  可以从各种健康以及患病的细胞类型和组织(例如患者肿瘤)中产生类器官和球状体。肿瘤来源的类器官和球状体已生成,并已广泛研究用于药物研发中。但是,由患者来源的肿瘤建立类器官和球状体存在一些关键差异。

  类器官和球体培养之间的差别还是非常大的,所以大家在进行研究的过程当中一定要仔细的区别,另外康宁平台当中还有更多类器官和球体培养的相关知识,而且在细胞培养也有着重大的成就,如果想要感兴趣或者是想要了解的话,可以去看一看。

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