類器官培養過程中最常遇到的問題莫過于類器官長不起來,后續實驗無法開展,常常讓一些實驗小白焦頭爛額,你是否也正在面臨這樣的困境呢?今天我們就來捋一捋,看看類器官長不起來的難題究竟該從哪些方面入手進行化解。
類器官培養失敗,原因無非有三:細胞狀態不對,培養體系不合適,實驗操作有問題。接下來我們將從以下三方面入手,將類器官培養過程中出現的問題逐個擊破。
類器官來源細胞
原因:
起始的多能干細胞(hPSC)質量低,可能導致類器官形成效率低;不同種類的類器官活性差異很大,有些類器官本身活性不足,比如甲狀腺癌類器官,只能維持原代,傳代后基本不長。除此以外,公認難養的類器官還有肝癌類器官、前列腺癌類器官。
解決方法:
去除自發分化的細胞,確保接種高質量、未分化的hPSC;對于無法傳代或者傳代困難的類器官,盡量用原代細胞進行實驗或者尋找其他替代方案。
原因:
培養皿表面涂層的種類和質量可能會影響細胞附著的方式。某些涂層可能粘附性過強,導致細胞無法形成3D結構;細胞密度過高、懸浮狀態不良等因素也可能阻礙細胞形成3D結構,使其更傾向于貼壁生長。
解決方法:
選擇適合類器官培養的培養皿和涂層,使用支架、基質或微流控設備,提供適當的微環境,減少細胞貼壁的傾向;通過測試不同的接種密度,確定最佳的細胞接種密度,避免因細胞密度過高而影響懸浮狀態。
原因:
細胞或組織樣本可能被污染,從而影響類器官的形成。
解決方法:
確保無菌操作,避免室內空氣中的氣流和粒子(灰塵和孢子)污染;使用經過滅菌處理的試劑和耗材;定期維護培養箱、生物安全柜等儀器設備。


類器官中的真菌污染
類器官培養體系
原因:
培養基和生長因子使用不當,可能導致類器官培養失敗。
解決方法:
確保使用高質量的培養基和生長因子;操作時要小心、快速,注意預冷,避免基質膠因為溫度過高而成膠;根據文獻資料和實驗目的選擇合適的培養基和生長因子;培養基和生長因子不宜儲存過久,開封后應盡快使用(有的類器官對培養體系較為敏感,不新鮮的培養體系會影響類器官生長狀態)。
原因:
消化液對類器官傳代的影響主要體現在兩個方面:傳代消化液是否恰當,不合適的酶會造成類器官損傷;放置過久或保存不當的消化液,酶活會逐漸下降,消化類器官需要增加時間,容易導致消化過度,從而使類器官活性受損。
解決方法:
選擇合適的類器官消化液;對消化液進行適當保存,必要時進行分裝。
原因:
基質膠的作用有兩個,其一是起支架作用,維持類器官的3D形態,其二是含有豐富的因子種類,對類器官的生長有促進作用。當基質膠在4℃儲存時間過久,基質膠的粘附性和因子活性均會大大降低,此時的基質膠類器官穹頂結構容易脫離培養板底面而漂浮,同時也難以維持類器官增殖需求。
解決方法:
初次使用時注意分裝,所有分裝均需用預冷的凍存管,迅速分裝并保存,避免多次凍融。避免在4℃儲存過久。
實驗操作問題
原因:
類器官在培養孔中分布不均,影響實驗結果的均一性和可重復性。
解決方法:
接種之前,確保使用多通道移液器上下吹打多次,產生均勻的單細胞懸液。小心將懸液注入孔板中。
原因:
離心條件不當可能會對類器官造成損傷。離心過程中產生的機械應力可能會對類器官細胞造成破壞,這種損傷包括細胞膜的破裂、細胞內部結構的損傷,以及細胞功能的喪失;離心時的溫度對類器官的保存狀態有重要影響,離心溫度過高可能會導致基質膠固化,影響類器官的分離和保存。
解決方法:
建議在4℃的低溫條件下進行離心,以避免熱損傷?;|膠冷化后在進行離心分層時,建議選用水平角離心機,轉速控制200g-300g,溫度設為4℃,時長控制在5分鐘以內。
原因:
離心后的類器官通常分為三層:緩沖液、基質膠、類器官沉淀,正常是保留類器官沉淀層,上面的緩沖液和基質膠棄掉。但如果類器官數量很少,分層后的類器官沉淀層也會很少,只留下最下層的類器官沉淀,容易損失部分原代類器官,導致后期生長速度減慢。
解決方法:
建議同時保留類器官沉淀和基質膠的下2/3,以減少類器官的損失(基質膠層會殘留類器官)。
原因:
槍頭吹打容易對細胞造成機械損傷;吹打力度過大會導致培養基中有氣泡產生,細胞處在氣泡與培養基之間,當氣泡破碎時,細胞瞬間會受到剪切力影響從而導致細胞碎裂。這些都會影響到后續類器官的生長狀態。
解決方法:
為了減少這部分損傷,需要盡量減小吹打力度,只要保證能夠吹下吹散細胞就行。槍頭與細胞層接觸甚至研磨會導致細胞直接死亡,因此在操作時需要控制槍頭與培養板底的間距,避免直接接觸;輕柔操作,避免力度過大產生氣泡。
綜上,只要嚴格把控好類器官細胞狀態、選好培養體系、規范實驗操作,類器官培養將不再成為你攀登科研高峰的阻礙。
類器官培養基
Arcegen提供全套類器官培養試劑

類器官培養基
|
貨號 |
產品貨號 |
產品名稱 |
|
C231105 |
3DCultr Intestinal Organoid Growth Medium (Mouse) | |
|
C231106 |
3DCultr Intestinal Cancer Organoid Growth Medium (Human) | |
|
C231107 |
3DCultr Gastric Cancer Organoid Growth Medium (Human) | |
|
C231110 |
3DCultr Lung Cancer Organoid Growth Medium (Human) | |
|
C231108 |
3DCultr Liver Cancer Organoid Growth Medium (Human) | |
|
C231109 |
3DCultr Breast Cancer Organoid Growth Medium (Human) | |
|
C231111 |
3DCultr Esophageal Cancer Organoid Growth Medium (Human) | |
|
C231112 |
3DCultr Ovarian Cancer Organoid Growth Medium (Human) | |
|
C231113 |
3DCultr Pancreatic Cancer Organoid Growth Medium (Human) |
