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類器官增殖培養(yǎng)基和分化培養(yǎng)基有啥區(qū)別?

更新時間:2025-06-17點擊次數(shù):46


類器官增殖培養(yǎng)基與分化培養(yǎng)基在成分、功能及使用場景上存在較大差異,以下從兩者的核心區(qū)別、具體用途及使用要點展開說明:

一、核心區(qū)別:成分與功能定位

1. 類器官增殖培養(yǎng)基

成分特點:

以基礎(chǔ)培養(yǎng)基(如 DMEM/F12、MEM 等)為基質(zhì),添加高濃度生長因子(如 EGF 、FGFNoggin、R-spondin 1 等)、細(xì)胞因子(如 BMP、Wnt 信號激活劑)、激素(如胰島素、氫化可的松)及基質(zhì)成分(如胎牛血清、B27 添加劑、 N2 添加劑)。

部分培養(yǎng)基需額外添加基質(zhì)膠(如 Matrigel),模擬細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境,支持類器官三維結(jié)構(gòu)形成。

功能核心:

維持干細(xì)胞或祖細(xì)胞的未分化狀態(tài),促進(jìn)其自我更新和增殖,同時誘導(dǎo)細(xì)胞有序組裝成具有器官雛形的三維結(jié)構(gòu)(如腸類器官、肝類器官等)。重點在于保留細(xì)胞多能性,避免細(xì)胞向特定譜系分化。

類器官增殖培養(yǎng)基和分化培養(yǎng)基有啥區(qū)別?

2. 類器官分化培養(yǎng)基

成分特點:

  基礎(chǔ)培養(yǎng)基與增殖培養(yǎng)基類似,但生長因子濃度降低或替換,常添加分化誘導(dǎo)因子(如視黃酸、地塞米松、β- 巰基乙醇等)、特定譜系誘導(dǎo)因子(如心肌分化需添加 BMP4、 Activin A)及營養(yǎng)因子(如維生素、氨基酸)。

通常減少或去除維持自我更新的因子(如 Wnt 激動劑),避免細(xì)胞持續(xù)增殖。

功能核心:

定向誘導(dǎo)類器官中的干細(xì)胞向特定組織細(xì)胞分化(如神經(jīng)類器官分化為神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞,胰腺類器官分化為胰島 β 細(xì)胞),促進(jìn)功能細(xì)胞成熟,形成具有特定生理功能的組織結(jié)構(gòu)。

二、使用場景與操作流程

1. 類器官增殖培養(yǎng)基的使用

適用階段:

類器官初始建立:從原代組織分離干細(xì)胞或使用多能干細(xì)胞(iPSC/ESC),在增殖培養(yǎng)基中培養(yǎng),形成初始類器官結(jié)構(gòu)。

類器官傳代擴(kuò)增:維持類器官的長期培養(yǎng)和傳代,避免分化丟失。

操作要點:

基質(zhì)膠包埋:將細(xì)胞與基質(zhì)膠混合后鋪板,培養(yǎng)基需覆蓋膠滴,確保三維生長環(huán)境。

換液頻率:通常每 2-3 天換液一次,避免營養(yǎng)耗竭或代謝廢物積累。

培養(yǎng)條件:恒溫(37℃)、5% CO?,部分類器官需特殊氣體環(huán)境(如低氧條件)。

2. 類器官分化培養(yǎng)基的使用

適用階段:

類器官成熟分化:在增殖培養(yǎng)基中形成初始類器官后(如培養(yǎng) 7-10 天),切換為分化培養(yǎng)基,誘導(dǎo)特定譜系分化。

功能研究:如需獲得具有特定功能的細(xì)胞(如分泌胰島素的胰島細(xì)胞),需通過分化培養(yǎng)基定向誘導(dǎo)。

操作要點:

分化時機(jī):類器官需先在增殖培養(yǎng)基中形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),再進(jìn)行分化誘導(dǎo)(過早分化會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)紊亂,過晚則分化效率降低)。

分步誘導(dǎo):部分分化過程需分階段調(diào)整培養(yǎng)基成分(如先誘導(dǎo)內(nèi)胚層,再誘導(dǎo)特定器官細(xì)胞)。

動態(tài)監(jiān)測:通過免疫熒光、RT-PCR 等方法檢測分化標(biāo)志物(如神經(jīng)分化檢測 β-III tubulin,肝分化檢測 ALB),確認(rèn)分化效率。

三、對比總結(jié):成分與功能差異表

維度

類器官增殖培養(yǎng)基

分化培養(yǎng)基

核心成分

高濃度自我更新因子(如 Wnt、R-spondin 1)、生長因子(EGF、FGF)

無自我更新因子,含分化誘導(dǎo)劑(視黃酸、譜系特異性因子)

基質(zhì)需求

需基質(zhì)膠支持三維結(jié)構(gòu)形成

部分分化階段可減少基質(zhì)膠,或使用二維培養(yǎng)

細(xì)胞狀態(tài)

維持未分化、高增殖能力

促進(jìn)細(xì)胞譜系定向分化、功能成熟

培養(yǎng)目的

構(gòu)建類器官結(jié)構(gòu)、擴(kuò)增細(xì)胞數(shù)量

獲得特定功能細(xì)胞、模擬器官生理特性

典型應(yīng)用

腸類器官初始培養(yǎng)、肝類器官傳代

神經(jīng)類器官分化為神經(jīng)元、胰腺類器官分化為胰島細(xì)胞

四、注意事項

培養(yǎng)基優(yōu)化:不同組織來源的類器官(如腸道、肺、腦)需定制化增殖培養(yǎng)基,分化培養(yǎng)基也需根據(jù)目標(biāo)細(xì)胞類型調(diào)整配方(如心肌分化需添加心肌營養(yǎng)素 - 1)。

避免交叉污染:分化培養(yǎng)基中若殘留自我更新因子,可能導(dǎo)致分化失?。?/span>增殖培養(yǎng)基中若混入分化因子,會誘導(dǎo)細(xì)胞提前分化。

動態(tài)調(diào)整:部分類器官分化需 兩步法"—— 先在增殖培養(yǎng)基中形成芽狀結(jié)構(gòu),再切換分化培養(yǎng)基誘導(dǎo)功能成熟(如腎臟類器官分化為腎小球、腎小管)。

通過精準(zhǔn)調(diào)控培養(yǎng)基成分,可實現(xiàn)類器官從 結(jié)構(gòu)構(gòu)建" 功能成熟" 的全過程誘導(dǎo),為疾病建模、藥物篩選及再生醫(yī)學(xué)研究提供關(guān)鍵工具。

蘇州阿爾法生物提供的「一站式」腸類器官構(gòu)建試劑盒是為簡化類器官培養(yǎng)流程、提升實驗效率研發(fā)的一體化產(chǎn)品。試劑盒包含組織處理、細(xì)胞分離、基質(zhì)膠包埋、培養(yǎng)基優(yōu)化等全流程必需試劑與耗材,客戶僅需配備離心機(jī)、培養(yǎng)箱等常規(guī)儀器,即可完成從組織取樣到類器官穩(wěn)定傳代的全套實驗。另外還有類器官增殖培養(yǎng)基,類器官分化培養(yǎng)基無血清培養(yǎng)基,F12培養(yǎng)基、細(xì)胞培養(yǎng)試劑,細(xì)胞培養(yǎng)耗材等多種細(xì)胞培養(yǎng)試劑和實驗耗材。


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