胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用

    技术2025-06-22  15


    本发明涉及类器官培养基,具体涉及胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用。


    背景技术:

    1、近年来,随着生命科学的快速发展,3d培养技术突飞猛进,研究者已经能够在体外构建出结构和功能与天然器官相似的3d细胞簇,即类器官。类器官既弥补了传统细胞模型无组织结构和复杂性、无法模拟体内真实环境的缺陷,又比动物模型具有更强的遗传稳定性和可重复性,已成为生物学界和临床医学最前沿技术之一。目前,类器官被广泛应用于疾病模型建立、再生医学和个性化医疗等。

    2、肝脏主要由肝细胞和胆管上皮细胞这两种上皮细胞组成,是人体最大的实质器官,具有强大的再生能力。由于其结构的复杂性和旺盛的代谢能力,体外2d细胞模型无法让人们更为透彻、深入理解这一复杂器官真实的发育、生物学、疾病发生和再生机制等。因此,肝脏类器官培养体系的建立和生物医学应用成为领域研究热点。

    3、目前,肝脏类器官培养的细胞来源种类较多,主要有多能干细胞(inducedpluripotent stem cells,ipscs)、肝祖细胞(hepatic progenitor cell,hpcs)、肝细胞(hepatocytes)和胆管上皮细胞(cholangiocytes)等。ipscs来源的类器官面临最大的临床应用的限制性在于其易受重编程因素的影响而导致基因组的不稳定性。而肝细胞来源和胆管上皮细胞来源的类器官3d结构中细胞组成均相对单一。hpcs作为肝脏内源性干细胞,具有自我更新和向肝细胞/胆管上皮细胞双分化潜能,可作为首选的肝脏类器官(hepatobiliary organoids)模型。

    4、类器官生长效率一直是培养基成份研发重点关注的问题。如在临床中,类器官药物敏感性筛选已被应用于肿瘤患者个性化治疗,类器官的生长速度决定了治疗方案确定的周期,对患者能否获得治疗的最佳时机具有重要的意义。近年来,hpcs类器官培养体系不断被优化。目前,商品化的肝类器官培养基研发已相对成熟稳定,其主要成份参考《人肝干/祖细胞来源肝脏上皮组织类器官的构建、质量控制与保藏操作指南》(t_crha017-2023),主要包括advanced dmem/f12培养基、谷氨酰胺、n-乙酰半胱氨酸、尼克酰胺、无血清添加剂、表皮生长因子、纤维母细胞生长因子10、wnt-3a、胃泌素i和头蛋白等。而肝脏是胆汁酸代谢的主要场所,主要由肝细胞合成并分泌转运至胆管。有研究发现胆汁酸如石胆酸(lithocholic acid,lca)可维持肠道干细胞的干性并促进其再生。那么,胆汁酸能否作为添加剂增强hpcs干性,促进hpcs类器官的生长,目前尚无研究。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用,能提高肝祖细胞来源肝脏类器官的数量和大小,缩短培养周期,从而实现肝脏类器官体外更快生长。

    2、为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案为:胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用。

    3、优选的,所述胆汁酸为石胆酸。

    4、优选的,所述石胆酸在类器官培养基中的浓度为20μm。

    5、进一步的,具体应用验证过程为:

    6、①构建鼠源hpcs类器官:将5-6周雄性c57bl/6小鼠经cde饲料(添加乙硫氨酸的胆碱缺乏饲料)诱导21天后,通过原位胶原酶消化、密度梯度离心和流式分选纯化获得hpcs;

    7、②建立3d类器官培养体系,并加入含有20μm lca的类器官培养基进行培养,显微镜连续7天拍照,并分析类器官大小和直径大于100μm的类器官个数;

    8、③免疫荧光检测类器官ki67的表达,分析增殖能力。

    9、与现有技术相比,本发明有益效果如下:

    10、本发明实施例中,lca添加组在hpcs类器官培养的第5天直径大于100μm,对照组在hpcs类器官培养后的第7天直径大于100μm;lca添加组在hpcs类器官培养的第4天达到直径大于100μm的类器官个数大于50个,对照组在hpcs类器官培养的第7天达到直径大于100μm的个数大于50个;与对照组相比,ki67检测显示在培养的第7天,lca添加组ki67阳性细胞数显著增多。以上结果均表明lca可有效促进hpcs类器官的生长。因此,将胆汁酸添加到肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基中,能提高肝祖细胞来源肝脏类器官的数量和大小,缩短培养周期,从而可以快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官体外的生长。



    技术特征:

    1.胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用。

    2.根据权利要求1所述的胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用,其特征在于,所述胆汁酸为石胆酸。

    3.根据权利要求2所述的胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用,其特征在于,石胆酸在类器官培养基中的浓度为20μm。

    4.根据权利要求3所述的胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用,其特征在于,具体应用验证过程为:


    技术总结
    本发明公开了胆汁酸作为快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基添加剂的应用。对照组和LCA添加组分别在HPCs类器官培养的第7天和第5天直径大于100μm;对照组和LCA添加组分别在HPCs类器官培养的第7天和第4天达到直径大于100μm的类器官个数大于50个;与对照组相比,Ki67检测显示在培养的第7天,LCA添加组Ki67阳性细胞数显著增多。以上结果表明LCA可有效促进HPCs类器官的生长。因此,将胆汁酸添加到肝祖细胞来源肝脏类器官生长的培养基中,能提高肝祖细胞来源肝脏类器官的数量和大小,缩短培养周期,从而可以快速诱导肝祖细胞来源肝脏类器官体外的生长。

    技术研发人员:张蓓蓓,郑葵阳,仇夏,颜超,张波,于倩,赵倩倩,任欣欣
    受保护的技术使用者:徐州医科大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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