類器官是一種體外培養(yǎng)的三維結(jié)構(gòu),可以模擬真實器官的組織結(jié)構(gòu)和功能。它們由干細(xì)胞或多能性細(xì)胞發(fā)展而來,通過特定的培養(yǎng)條件和因子誘導(dǎo),能夠自組裝成具有多種細(xì)胞類型和器官特征的小型器官。類器官可用于研究生物學(xué)、疾病機(jī)制、藥物篩選和個性化醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。它們能夠提供更接近真實器官的模型,幫助我們更好地理解組織發(fā)育過程、疾病發(fā)生機(jī)制以及藥物在人體內(nèi)的作用。
表1. 細(xì)胞因子在類器官中的應(yīng)用
細(xì)胞因子 |
類器官應(yīng)用 |
胃類器官、腸道類器官、肝臟類器官、胰腺類器官、視網(wǎng)膜 |
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胃類器官、腸道類器官、肝臟類器官、肺類器官、胰腺類器官、前列腺類器官、乳腺類器官 |
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胃類器官、腸道類器官、肝臟類器官、肺類器官、胰腺類器官、前列腺類器官、乳腺類器官 |
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胃類器官、腸道類器官、肝臟類器官、胰腺類器官、前列腺類器官、乳腺類器官 |
不同類器官在培養(yǎng)過程中所需的細(xì)胞因子是不同的。類器官培養(yǎng)中最經(jīng)典的細(xì)胞因子培養(yǎng)方案為 WNER(分別代表:Wnt-3a、Noggin、EGF 和 R-Spondins),這 4 種因子的增減組合可以適用于幾乎所有的類器官培養(yǎng)實驗,包括胃上皮類器官、腸道上皮類器官、肝臟類器官、胰腺類器官、乳腺類器官等。
R-Spodin 1/RSPO1
功能:
R-Spodin 1屬于Wnt調(diào)節(jié)物的RSPO家族,該家族包括4個成員,即RSPO1-4。該家族是多個器官中維持成體干細(xì)胞的微環(huán)境因子。RSPO1是一種分泌型激活蛋白。RSPO1表達(dá)在發(fā)育中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)得某些區(qū)域,在腎上腺、卵巢、睪丸、甲狀腺和氣管中也有發(fā)現(xiàn)。RSPO1作為Wnt信號通路的激活劑,通過增強(qiáng)Wnt信號在多方面發(fā)揮作用。R-spondin-1 是 Lgr5 的配體,而 Lgr5 通常被認(rèn)為是干細(xì)胞的標(biāo)記物,Lgr5 陽性干細(xì)胞被證實具有自我更新和擴(kuò)增成為類器官的潛能。通過 R-spondin-1 激活 Lgr5信號通路,可以促進(jìn)胃、小腸等細(xì)胞的增殖。R-spondin-1/Lgr5 信號通路可以正向促進(jìn) Wnt 信號通路,以此促進(jìn)腸道干細(xì)胞增殖和分裂,并有助于維持干細(xì)胞的表征。Wnt 依賴性信號通路通過維持 Lgr5 陽性干細(xì)胞的干性,同時 Wnt 非依賴性信號通路則通過抗凋亡的方式在腸類細(xì)胞的生長中共同發(fā)揮作用。R-spondin-1 作為 Wnt 信號通路的激活劑,通過增強(qiáng) Wnt 信號在多方面發(fā)揮作用,在乳腺類器官、小腸類器官、肝臟類器官的發(fā)育生長過程中均有支持作用。
Wnt-3a
功能:
Wnt 家族共包含 19 個成員,如 Wnt-1、Wnt-3、Wnt-3A、Wnt-5A 等,在胚胎發(fā)育、組織再生、干細(xì)胞分化以及腫瘤發(fā)生過程中起到重要作用。Wnt-3A 作為 Wnt 家族成員之一,被認(rèn)為是 Wnt/β-catenin 通路的激活因子,在細(xì)胞增殖、分化和凋亡過程中起關(guān)鍵作用。Wnt 信號通路通常包括以下 3 種途徑,即經(jīng)典 β-catenin 依賴性通路、β-catenin獨立的 Wnt/ 平面細(xì)胞極性途徑以及非經(jīng)典 Wnt/Ca2+ 途徑,其中經(jīng)典的 β-catenin 依賴性途徑被證實在多種干細(xì)胞的生長、增殖以及分化過程中發(fā)揮作用。通常認(rèn)為,在 Wnt信號通路中,Wnt 可以與 Fz 受體以及 LRP5/6 受體結(jié)合形成復(fù)合物,以此保證 β-catenin 在細(xì)胞內(nèi)得以積累并與細(xì)胞核內(nèi)的 LEF/TCF 轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,從而啟動 Wnt 信號通路下游靶基因 c-myc、cyclingD1 的轉(zhuǎn)錄過程,達(dá)到促進(jìn)干細(xì)胞生長、增殖、分化和抑制凋亡的效果。
EGF
功能:
EGF是一種強(qiáng)效生長因子,可刺激多種上皮發(fā)育、血管生成、抑制胃酸分泌、成纖維細(xì)胞增殖和培養(yǎng)中表皮細(xì)胞的集落形成。EGF是EGF家族的創(chuàng)始成員,該家族還包括TGF-α、兩調(diào)節(jié)蛋白(AR)、β細(xì)胞蛋白(BTC)、表胚蛋白(EPR)、肝素結(jié)合EGF-樣生長因子(HB-EGF)、表觀蛋白和神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白(NRG1-6)。生理學(xué)上,EGF存在于各種體液中,包括血液、牛奶、尿液、唾液、精液、胰液、腦脊液和羊水。EGF是EGF受體(ErbB)的高親和力配體,EGF結(jié)合并誘導(dǎo)EGF受體的二聚化,導(dǎo)致蛋白酪氨酸激酶信號通路的激活,從而轉(zhuǎn)導(dǎo)EGF家族信號。在小腸類器官培養(yǎng)中,表皮細(xì)胞生長因子可以促進(jìn)腸道的生長,表皮細(xì)胞生長因子信號通路在腸類器官生長中發(fā)揮重要作用。此外,表皮細(xì)胞生長因子對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞具有促進(jìn)增殖的作用。
Noggin
功能:
Noggin是骨形態(tài)發(fā)生蛋白抑制劑的分泌蛋白,其以不同的親和力與骨形態(tài)發(fā)生蛋白4、骨形態(tài)發(fā)生蛋白7等結(jié)合。骨形態(tài)發(fā)生蛋白作為轉(zhuǎn)化生長因子 β 超家族的一種分泌信號因子,可以抑制 Wnt 信號,以此控制干細(xì)胞的自我更新。骨形態(tài)發(fā)生蛋白可以增強(qiáng)PTEN 活性,從而抑制β-catenin 活性,抑制 Wnt 信號。而 Noggin 與骨形態(tài)發(fā)生蛋白結(jié)合,可以降低 PTEN 對 β-catenin 的抑制活性,從而協(xié)調(diào)Wnt 信號激活干細(xì)胞。也有研究證實,大鼠肝類器官的長期培養(yǎng)需要維持高水平的 Wnt 信號傳導(dǎo)以及對骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號的持續(xù)抑制,在 Wnt 或Noggin缺失條件下,干細(xì)胞標(biāo)記物 Lgr5 的表達(dá)也有所下降,這表明 Lgr5 的表達(dá)可能也依賴于 Wnt 激活和骨形態(tài)發(fā)生蛋白的抑制。因此,Noggin在類器官的長期培養(yǎng)中可能通過對 Lgr5 表達(dá)和 Wnt 信號傳導(dǎo)產(chǎn)生影響從而發(fā)揮作用,以此促進(jìn)干細(xì)胞的擴(kuò)增。在肝類器官、小腸類器官以及輸卵管類器官的培養(yǎng)中均需使用Noggin 進(jìn)行長期培養(yǎng)。
產(chǎn)品特點
Yeasen提供一系列高質(zhì)量細(xì)胞因子,包括Wnt-3a, R-Spondin 1、EGF, Noggin, FGF-7和FGF-10等因子,適用于類器官相關(guān)培養(yǎng)。
無動物源性:無動物病毒、無致病物質(zhì)、無外源因子污染、安全性高;
質(zhì)量穩(wěn)定:可保證連續(xù)穩(wěn)定的批量生產(chǎn),批間差異?。?/span>
高純度:純度高于95%;
超低內(nèi)毒素:<0.01EU/μg;
高活性:經(jīng)類器官培養(yǎng)驗證。
類器官培養(yǎng)驗證
翌圣細(xì)胞因子,Human Wnt3a、Human RSPO1、Human noggin、Human EGF已經(jīng)在人腫瘤類器官如肺癌、宮頸癌、卵巢癌、胰腺癌及腸癌等,正常類器官如人和小鼠的小腸類器官等體外模型上進(jìn)行了驗證。
高活性
Human Wnt3a
Figure 1.Measured by its ability to induce Topflash reporter activity in HEK293T human embryonic kidney cells. The ED50 for this effect is 25 ng/mL.
Human R-Spondin /RSPO1
Figure 2. Measured by its ability to induce Topflash reporter activity in HEK293T human embryonic kidney cells. The EC50 for this effect is 1.0 - 10.0 ng/mL in the presence of 5 ng/mL recombinant Wnt3a.
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