在生命科学与医学研究领域,类器官已成为备受瞩目的模型,展现出在疾病机制探索、药物筛选及精准医疗等方面的巨大潜力。然而,许多科研工作者在类器官培养过程中常面临诸如“无法形成结构”、“细胞活性低”、“传代失败”等问题。深入剖析这些挑战,培养体系中细胞因子的选择和配比或许是成功的关键!接下来,我们将结合类器官经典培养方案WENR(Wnt3a、EGF、Noggin、R-Spondins),解析其四大核心成分如何助力科研人员克服类器官培养的难关,助力生物医疗研究的不断推进。
WENR方案的经典地位
类器官培养经典方案WENR(或称WNER)是由荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers团队首先开发的,其核心成分包括Wnt-3a、EGF、Noggin和R-Spondins,被称为类器官培养的“四大护法”。这一方案在类器官研究与实践中不断演化,通过与其他细胞因子或小分子抑制剂的有效结合,衍生出适合多种类器官构建的培养条件。目前,WENR方案已广泛应用于胃、小肠、结肠、胰腺、肝脏等类器官的培养之中,成为生物医疗领域的标准选择。
WENR的“四大护法”
1. Wnt-3a:干细胞增殖的驱动因子
Wnt-3a作为经典Wnt通路的激活剂,通过稳定β-catenin蛋白,启动下游靶基因(如c-Myc、Cyclin D1),参与细胞的发育、增殖和分化。研究表明,无论成体干细胞来源如何,其衍生的类器官在增殖、干性维持及分化等关键环节,都依赖于Wnt信号通路的支持,特别是在小鼠结肠类器官的培养中,Wnt-3a的外源添加极为重要。
2. EGF:细胞增殖的催化剂
表皮生长因子(EGF)通过与其受体结合,激活MAPK/ERK通路,进而促进细胞增殖和存活。EGF能有效刺激上皮细胞增殖、血管生成以及表皮细胞的分化,助力类器官更好地形成三维结构。尽管EGF不为类器官形成的必需因子,但其能显著增加类器官体积,是生物医疗研究的重要辅助成分。
3. Noggin:分化的调控者
在类器官构建过程中,Noggin作为内源性BMP抑制剂,与细胞增殖密切相关。通过阻断BMP与其受体结合,Noggin不仅促进干细胞增殖,也为类器官的形成提供了充足的细胞来源。同时,Noggin还通过调控BMP和Wnt信号通路,精细调控细胞的分化过程,为细胞命运的决定提供支持。
4. R-Spondins:Wnt信号的增强剂
R-spondin增强Wnt信号在多种组织中的表达,促进干细胞增殖及类器官结构的形成。研究发现,缺乏R-Spondin时,类器官的生长会迅速停滞。因此,R-Spondin在类器官培养中的重要性不容小觑,对生物医疗的相关研究具有重要的推动作用。
WENR方案的实际应用与优化
在WENR方案的实际操作中,需注意Wnt-3a的浓度控制,避免其过度激活对类器官结构造成负面影响。同时,R-Spondin应与Wnt-3a协同使用以发挥最佳效果,并建议根据不同类器官的特性进行浓度优化。EGF的使用也应谨慎,定期更换培养基以避免诱导异常分化。整个过程中,强烈推荐使用尊龙凯时-人生就是博提供的优质生长因子,以确保实验的成功与样本的可靠性。
为进一步推动生物医疗领域的发展,科研人员可参考以上方法及注意事项,以优化类器官的培养和应用,助力疾病研究与治疗的进步。