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微重力超重力三維系統(tǒng)人源胃類器官培養(yǎng)基的配比
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科匯華晟

時(shí)間 : 2025-04-15 14:44 瀏覽量 : 7

人源胃類器官培養(yǎng)基基礎(chǔ)配比及微重力/超重力三維系統(tǒng)適配要點(diǎn)

一、基礎(chǔ)培養(yǎng)基配比(通用型)

以下成分適用于常規(guī)三維培養(yǎng)系統(tǒng),微重力/超重力環(huán)境需根據(jù)細(xì)胞響應(yīng)調(diào)整:


成分濃度/配比功能
基礎(chǔ)培養(yǎng)基Advanced DMEM/F12提供基礎(chǔ)營養(yǎng)與緩沖體系
補(bǔ)充劑B-27 + N-2(1:100稀釋)補(bǔ)充維生素、氨基酸及生長因子
細(xì)胞因子

- 胃泌素(Gastrin I)1-10 nM刺激胃上皮細(xì)胞增殖與分泌
- R-Spondin 1500-1000 ng/mL促進(jìn)干細(xì)胞增殖與分化
- Wnt-3a100-200 ng/mL激活Wnt信號通路,維持干細(xì)胞特性
- Noggin100-200 ng/mL抑制BMP信號,促進(jìn)胃類器官生長
小分子化合物

- Y-2763210 μM抑制細(xì)胞凋亡,提高存活率
- CHIR-990213 μM調(diào)節(jié)Wnt信號,促進(jìn)干細(xì)胞自我更新
激素與生長因子

- EGF(表皮生長因子)50 ng/mL促進(jìn)上皮細(xì)胞分化與遷移
- FGF-10(成纖維生長因子)100 ng/mL支持間質(zhì)細(xì)胞分化與組織重塑
其他添加劑

- 煙酰胺(Nicotinamide)10 mM調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝與分化
- N-乙酰半胱氨酸1 mM抗氧化,保護(hù)細(xì)胞活性


二、微重力/超重力三維系統(tǒng)適配要點(diǎn)

  1. 細(xì)胞外基質(zhì)優(yōu)化

    • 增加基質(zhì)膠(如Cultrex RGF BME)濃度至20%-30%,增強(qiáng)細(xì)胞黏附與三維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

    • 添加I型膠原蛋白(1-2 mg/mL)模擬體內(nèi)基質(zhì)微環(huán)境。

  2. 生長因子調(diào)整

    • 微重力環(huán)境:上調(diào)R-Spondin 1至1500 ng/mL,補(bǔ)償重力缺失導(dǎo)致的干細(xì)胞分化延遲。

    • 超重力環(huán)境:增加Noggin濃度至300 ng/mL,抑制機(jī)械應(yīng)力誘導(dǎo)的異常BMP信號。

  3. 流體動力學(xué)調(diào)控

    • 使用低黏度培養(yǎng)基(添加0.5%甲基纖維素),減少超重力下剪切力對類器官結(jié)構(gòu)的破壞。

    • 微重力環(huán)境中采用旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器,促進(jìn)類器官均勻懸浮與營養(yǎng)交換。

  4. 代謝支持增強(qiáng)

    • 補(bǔ)充丙酮酸鈉(1 mM)和β-巰基乙醇(50 μM),提升細(xì)胞在重力變化下的代謝適應(yīng)性。

三、操作建議

  1. 培養(yǎng)基制備

    • 使用0.22 μm濾膜過濾除菌,分裝后-20℃保存(避免反復(fù)凍融)。

    • 首次使用前需驗(yàn)證類器官形成效率(正常條件下應(yīng)≥80%)。

  2. 重力環(huán)境模擬

    • 微重力:采用隨機(jī)定位儀或旋轉(zhuǎn)壁式生物反應(yīng)器。

    • 超重力:使用離心機(jī)模擬1.5-2G環(huán)境,監(jiān)測類器官形態(tài)變化。

  3. 動態(tài)監(jiān)測

    • 每24小時(shí)記錄類器官直徑、存活率及標(biāo)志物表達(dá)(如Lgr5、GKN1)。

    • 調(diào)整培養(yǎng)基成分后需重新評估類器官功能(如胃酸分泌、藥物代謝能力)。

總結(jié)

人源胃類器官培養(yǎng)基需精確平衡細(xì)胞增殖與分化信號,在微重力/超重力系統(tǒng)中需額外關(guān)注機(jī)械應(yīng)力與流體動力學(xué)對三維結(jié)構(gòu)的影響。建議通過預(yù)實(shí)驗(yàn)確定最佳配比,并結(jié)合實(shí)時(shí)成像與分子檢測優(yōu)化培養(yǎng)條件。


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