心臟是脊椎動物體內的一種肌肉器官,它將血液泵送到全身的循環系統,為血流提供必要的動力。由于其復雜的結構,心臟是體外最難建模的器官之一。
類器官是在體外培養的三維細胞結構,模擬體內器官的結構和功能,能夠更準確地保持體內細胞的生物學特性和功能。近年來,由Mendjan S領導的研究團隊通過激活所有六個已知的參與胚胎心臟發育的信號通路,以特定順序激活干細胞自我組織,創建了世界上第一個體外自我組織心臟類器官模型。這一突破為心血管疾病的研究開辟了新的方向和方法。

Figure 1. Establishment of Heart Organoids from Human Pluripotent Stem Cells (PMID: 34019794)
心臟類器官管培養方案
基于Mendjan S[1]發表的文章,我們編制了一份從人類多能干細胞(hPSC)培養心臟類器官的計劃。這個模型可以自發形成腔室,自主跳動而無需支架支持,并且在受損后能夠動員心臟成纖維細胞遷移并修復損傷。

Figure 2. Process of hPSC Differentiation into Heart Organoids (PMID: 34019794)
1、中胚層誘導
hPSCs(WTC細胞)被接種到超低附著96孔板中,并在FLyAB(Ins)培養基(CDM培養基中含有30 ng/mL FGF2、5 μM LY294002、50 ng/mL Activin A、10 ng/mL BMP4、1 μg/mL胰島素、4-8 μM CHIR99021、5 μM Y-27632)中培養36-40小時。
2、心臟中胚層
培養基更換為BFIIWPRa培養基(CDM培養基中含有10 ng/mL BMP4、8 ng/mL FGF2、10 μg/mL胰島素、5 μM IWP2、0.5 μM視黃酸、200 ng/mL VEGF-A),并每天更換培養基,培養4天。
3、特定CM分化
培養基更換為BFI培養基(含有10 ng/mL BMP4、8 ng/mL FGF2、10 μg/mL胰島素、100 ng/mL VEGF-A),并每天更換培養基,培養2天。

Figure 3. Changes in Cell Cluster Size and Bright-Field Images at Various Time Points during hPSC Differentiation into Heart Organoids (PMID: 34019794)
4. 類器官培養
培養基更換為CDM培養基(含有100 ng/mL VEGF-A),繼續培養,每兩天更換一次培養基。
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C230128 |
25 mg/100 mg/500 mg/1 g |
