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三篇 cell 论文,看大牛的高分文章如何「养」成

小雨 2019-03-14 19:04:34

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《道德经》有云:道生一,一生二,二生三,三生万物。古人诚不欺,这一至理名言在生命科学领域同样适用。近年来日渐火爆的 3D 细胞培养技术,以其接近体内环境的绝对优势,将逐渐替代传统的 2D 细胞培养。

建立在 3D 细胞培养技术基础上的类器官,能够在体外展现真实器官的三维构造及生理功能,具有建立疾病模型、实现器官移植的巨大潜力,被 Nature Methods 评为 Method of the Year 2017。


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人脑类器官,拥有复杂的结构[1]


类器官研究领域公认的顶级专家当属荷兰科学家 Hans Clevers 教授和斯坦福大学的 Calvin J. Kuo 教授,前者主攻干细胞,并发明了包埋法类器官培养技术;后者聚焦肿瘤领域,发明了气液面培养法。


大牛们最近有何新动作? 

Hans Clevers 教授团队在 18 年年底的 Cell 文章中[2],建立了将人或小鼠的原代肝实质细胞在体外诱导形成类器官的方法,将人的肝类器官植入经过肝部分切除术的小鼠肝脏中,植入的人肝类器官可以对宿主的损伤产生应激性增殖反应。展示了该技术在再生医学应用中的潜在价值。


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人或小鼠肝脏类器官建立图示[2]


无独有偶,Calvin J. Kuo 教授团队也在 18 年底发表 Cell 长文[3],文中通过气液法(ALI)共培养患者肿瘤上皮及其肿瘤浸润的淋巴细胞(TIL),得到肿瘤患者来源的类器官(Patient-derived organoids, PDOs)。

结果显示 ALI-PDOs 模型成功保留了原肿瘤组织中固有的纤维基质和多样的免疫细胞组分,并从基因水平上得到佐证。而且,PDOs 中的 TILs 准确保留了原始肿瘤中的 T 细胞受体(TCR)谱。

至为重要的是,人和小鼠的 PDOs 成功地模拟了免疫检查点阻断——抗 PD-1 和抗 PD-L1 扩增并活化了肿瘤抗原特异性 TILs,诱发了肿瘤细胞毒效应。原发性肿瘤上皮与内生的免疫基质的整体器官样生长对促进肿瘤微环境下免疫肿瘤学研究和个性化免疫治疗检测非常重要。


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ALI-PDOs 模型图示[3]


顶级专家齐「背书」的基质胶

两篇文章中都使用了 R&D Systems® 的类器官专用基质胶 Cultrex® RGF BME Type 2 低生长因子版(货号 3533-005-02),得益于该类型基质胶的优异性能,不但能成功构建出难培养的肝类器官模型,还能将 PDOs 异种移植到免疫缺陷的小鼠中进行后续实验验证。


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事实上,Calvin J. Kuo 教授实验室在 2009 年就开始了气液法实验,并根据多年的经验积累,将该方法编写进「Gastrointestinal Physiology and Diseases」的第四章气液法 3D 培养法中,他在此书中推荐使用 R&D Systems® 的 Cultrex® Rat Collagen I(货号 3440-100-01)。


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为什么 R&D Systems® 的基质胶能受到大牛们的青睐呢?秘诀在于 R&D Systems®的基质胶根据应用的不同进行了产品配方的细节优化,对最主要的四种成分巢蛋白、层粘连蛋白、胶原蛋白 IV 以及基底膜蛋白多糖的比例进行了调整,开发出 Type 1、Type R1、Type 2、Type 3 等类型的基质胶,满足不同类型细胞培养所需。


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R&D Systems® 与 Bio-Techne 的其他兄弟品牌致力于为类器官研究提供整体解决方案,日本庆应义塾大学医学院胃肠科 Toshiro Sato 实验室在近期发表的 Cell[4] 一文中使用 R&D Systems®、Tocris®、Advanced Cell Diagnostics、ProteinSimple® 几大品牌的产品,涵盖培养、分化、鉴定、研究四个主要阶段。


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文中使用到的 Bio-Techne 产品列表[4]

来源:生物学霸

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