樣本采集與處理
保持樣本活性:樣本采集后應盡快處理,減少在非生理環境下的時間。例如,對于腫瘤組織樣本,最好在手術切除后 1 - 2 小時內開始處理。可以將樣本保存在含有適當緩沖液或培養基的無菌容器中,置于冰上運輸,以維持細胞活性。
嚴格無菌操作:在樣本處理過程中,如組織切割、酶消化等步驟,必須在無菌超凈臺內進行。使用的器械和試劑都要經過嚴格消毒,避免細菌、真菌或支原體污染。例如,在處理腸道組織樣本時,對剪刀、鑷子等器械要進行高溫高壓滅菌。
精準組織消化:消化酶的選擇和使用濃度、時間要根據樣本類型精準控制。過度消化可能會破壞細胞表面受體和細胞間連接,影響類器官的形成。比如,對于肝臟組織樣本,膠原酶消化時間過長可能導致肝細胞損傷,一般消化時間控制在 30 - 60 分鐘為宜。
培養基與營養物質
合適的培養基配方:根據不同類器官的特性選擇或定制培養基。例如,腸道類器官培養需要添加表皮生長因子(EGF)、成纖維細胞生長因子(FGF)等生長因子,以及 N - 乙酰半胱氨酸(NAC)等抗氧化劑。培養基的成分和比例要準確配制,確保營養物質和生長因子的濃度合適。
營養物質補充與更新:定期更換培養基,一般 2 - 3 天更換一次,以保證類器官持續獲得充足的營養和生長因子。同時,要注意營養物質的添加順序和方式。例如,在添加一些對光、熱敏感的營養成分時,要盡量避免強光照射和溫度過高。
培養環境條件
件溫度和氣體濃度控制:類器官通常在 37°C、5% CO?的環境下培養。培養箱的溫度和二氧化碳濃度要定期校準,確保環境穩定。例如,溫度波動可能會影響細胞代謝和類器官的生長速度,二氧化碳濃度異常會導致培養基 pH 值改變,影響細胞生存。
防止污染和震動干擾:保持培養環境的清潔,避免灰塵和微生物污染。同時,要將培養容器放置在平穩的位置,減少震動。例如,頻繁的震動可能會破壞類器官的結構,影響其正常發育。
細胞間相互作用與基質支持
模擬體內微環境:在培養過程中,要考慮細胞間的相互作用和細胞與基質的關系。可以添加細胞外基質成分,如 Matrigel,來模擬體內的細胞外基質環境。Matrigel 的濃度和使用量要根據類器官的類型和實驗目的進行調整,以提供合適的支撐和信號傳導。
共培養體系建立(如果需要):對于一些復雜的類器官培養,可能需要建立共培養體系,如將免疫細胞與上皮類器官共培養。在這種情況下,要注意細胞比例、接種順序和相互作用方式,以確保共培養體系的穩定性和有效性。
觀察與監測
定期形態觀察:使用倒置顯微鏡定期觀察類器官的形態、大小和結構變化。記錄類器官從初始細胞聚集到形成三維結構的過程,以及是否出現異常形態,如壞死、空泡化等現象。例如,正常的腸道類器官呈球形或囊狀,有明顯的腔結構。
功能檢測與標志物分析:結合免疫組化、基因表達分析等方法,檢測類器官的功能標志物。例如,檢測腸道類器官的腸堿性磷酸酶(IAP)表達,來評估其腸上皮細胞的功能狀態。根據檢測結果及時調整培養條件。