IPS诱导肠类器官培养可分为三个主要阶段:人多能干细胞的培养、内胚层分化及中/后肠模式化诱导、类器官培养。本文将重点讲述第二阶段,即内胚层分化与中/后肠模式化诱导。
一、前期准备
1. 试剂与设备
- 细胞:H1/H9 hESC或患者来源的iPSCs。
- 基础培养基:人多能干细胞培养基(abs9403)、RPMI1640(abs9484)。
- 消化液:人多能干细胞消化液(abs9409)。
- 培养基添加剂:L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液(2mM,abs9295)、双抗(abs9244)。
- 生长因子:Activin A(100ng/mL,abs05801)、FGF4(500ng/mL,abs06269)、WNT3a(500ng/mL,abs05632)。
- 基质胶:即用型基质胶(培养板包被,abs9410)、类器官专用基质胶(abs9495)。
- 血清:透析胎牛血清(abs945)。
- 关键设备:表面培养皿、立体显微镜、无菌手术刀、预冷微量离心管。
2. 试剂配制
- 内胚层分化培养基:
- Day 1:RPMI1640 + L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液(2mM) + 双抗(1%) + Activin A(100ng/mL)。
- Day 2:Day 1配方 + 透析胎牛血清(0.2%)。
- Day 3:Day 1配方 + 透析胎牛血清(2%)。
- 中/后肠分化培养基:RPMI1640 + 透析胎牛血清(2%) + FGF4(500ng/mL) + WNT3a(500ng/mL)。
二、hPSCs传代与铺板
1. 细胞传代(耗时2小时)
使用人多能干细胞消化液消化hPSCs至边缘卷起。用细胞刮刀轻柔剥离细胞团,反复吹打至1-2mm大小的细胞团。按1:6比例接种至Matrigel包被的24孔板(每孔约5000个细胞团)。轻敲培养板以使细胞均匀分布,37°C过夜培养。
2. 细胞扩增至85-90%融合(3-4天)
每日更换人多能干细胞培养基,观察细胞密度。注意,当细胞密度过高时可能导致自发分化,过低则分化效率降低,这时需重新铺板。
三、内胚层分化(3天)
- Day 1:吸除人多能干细胞培养基,加入无血清的Day 1内胚层培养基,培养24小时。
- Day 2:更换为含0.2%透析胎牛血清的Day 2内胚层培养基,培养24小时。
- Day 3:更换为含2%透析胎牛血清的Day 3内胚层培养基,培养24小时。
- 可选:验证分化效率,采用免疫染色检测FOXA2/SOX17双阳性细胞,效率应达到85-90%。
四、中/后肠模式化(3-4天)
1. 诱导球状体形成
吸除内胚层培养基,加入中/后肠分化培养基,并每日更换。48小时后,立体显微镜下观察上皮增厚,72-96小时间球状体(spheroids)从单层细胞脱离。
2. 收集球状体
使用200μL枪头收集游离球状体,每管约50个,置于冰上备用。
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