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近年來，3D細胞培養(yǎng)技術成為研究熱點，特別是基于其的類器官培養(yǎng)技術。類器官培養(yǎng)技術是通過3D細胞培養(yǎng)系統(tǒng)構(gòu)建更接近真實組織器官的細胞模型。它利用干細胞在特定培養(yǎng)基和物質(zhì)作用下，進行三維生長，形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的類器官。類器官培養(yǎng)技術的優(yōu)勢在于模擬體內(nèi)細胞生長環(huán)境和相互作用，真實反映生理狀態(tài)和疾病過程。它有助于了解器官發(fā)育、功能及疾病機制，支持藥物研發(fā)和疾病治療。

成功的類器官培養(yǎng)關鍵在于選擇合適培養(yǎng)基。不同類器官對培養(yǎng)基需求差異大，需根據(jù)實驗目的和細胞類型選擇。合適培養(yǎng)基提供營養(yǎng)物質(zhì)、生長因子，模擬體內(nèi)環(huán)境，促進類器官形成和維持。選擇培養(yǎng)基時，需考慮細胞類型、生長速度、分化程度等因素，關注成分和配比。通過實驗和優(yōu)化，篩選出最佳培養(yǎng)基，提高成功率、效率，降低成本。

根據(jù)類器官的細胞類型組成確定培養(yǎng)基成分，將培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質(zhì)（無機鹽、有機營養(yǎng)物、維生素、激素等）、生長因子等以精確的濃度配置到培養(yǎng)基中。

成分完全已知，不含水解物及動物來源成分，批次間一致、穩(wěn)定。

采集和純化培養(yǎng)過特定細胞的培養(yǎng)基，去除細胞取其上清液，直接用于其他細胞的培養(yǎng)或作為添加成分加入其他培養(yǎng)基的方法，可以充分利用細胞釋放的生長因子和有益成分。依據(jù)特定培養(yǎng)需求和環(huán)境條件設計添加成分，為類器官提供最適宜的生長和發(fā)育環(huán)境。

更好的模擬與體內(nèi)環(huán)境相似的化學成分和生理條件，能夠促進類器官的生長、增殖、分化，但包含未定義的、分化誘導的成分；批次間存在差異；成本較低。

基礎培養(yǎng)基是類器官培養(yǎng)的核心部分，不同來源的類器官培養(yǎng)所需的基礎培養(yǎng)基存在差異。DMEM/F12是常用的基礎培養(yǎng)基，含葡萄糖、非必需氨基酸等。降低血清含量后，它仍能保持細胞生長速率和形態(tài)穩(wěn)定。在多數(shù)類器官培養(yǎng)中，如視網(wǎng)膜、胃、小腸、甲狀腺等，都選擇使用升級版DMEM/F12。但也有少數(shù)情況使用RMPI-1640（肺臟類器官）或DMEM（腦類器官）培養(yǎng)基。

B27是一種常用的培養(yǎng)基補充劑，能替代血清，用于培養(yǎng)神經(jīng)祖細胞和干細胞，且在三維類器官培養(yǎng)中不引發(fā)分化。文獻顯示，B27缺乏會抑制PI3K/Akt/mToR和ERK1/2 MAP激酶信號通路的磷酸化，影響神經(jīng)元活性、增殖、遷移和可塑性。同時，B27在低氧條件下可保護神經(jīng)元，避免細胞死亡并抑制糖酵解，是神經(jīng)元類器官培養(yǎng)的必需品。

氨基酸是類器官培養(yǎng)基本條件，其中L-谷氨酰胺、N-乙酰半胱氨酸和煙酰胺是常見添加物。L-谷氨酰胺是細胞培養(yǎng)中的非必需氨基酸，參與細胞生物合成和能量代謝。但不穩(wěn)定，常用Glutamax替代。N-乙酰半胱氨酸是抗氧化劑和自由基清除劑，調(diào)控細胞增殖、分化和凋亡。煙酰胺是維生素B成員，參與細胞代謝、氧化反應和能量產(chǎn)生，對干細胞自我更新有重要作用，也可抑制細胞分化促進類器官擴增。

抗壞血酸，即維生素C，是常見的細胞培養(yǎng)基成分。它具有還原作用，能保護細胞免受氧自由基損傷。在細胞培養(yǎng)中，抗壞血酸能抑制細胞凋亡，促進人多能干細胞形成。

細胞因子在培養(yǎng)類器官的過程中可是個大功臣。給培養(yǎng)基加點細胞因子，就能助細胞分化和增殖一臂之力，還能促進類器官閃亮登場。比如說，EGF能催促腸上皮細胞趕緊壯大隊伍，Noggin則讓干細胞保持神秘未分化狀態(tài)，同時助力干細胞增殖，R-spondin-1可是專攻腸干細胞增殖的高手。在多能干細胞（PSC）培養(yǎng)中，F(xiàn)GF2這位大咖幫忙搭建腦類器官模型。研究脊髓小腦共濟失調(diào)疾病時，小腦類器官培養(yǎng)可離不開FGF2、FGF19、SDF1等細胞因子助力。

1、Gastrin I: 胃泌素是胃腸道一種非常重要的多肽類激素，主要由 G 細胞分泌。腸道及肝臟類器官培養(yǎng)時，需要添加胃泌素來延長類器官的存活時間。

2、A83-01: Activin/NODAL/TGF-beta 通路抑制劑，其抑制 ALK5，ALK4 和 ALK7等激酶。一般用于肝臟、前列腺以及乳腺類器官的培養(yǎng)。

3、Y-27632: 是Rho相關絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶 (ROCK) 家族的小分子特異性抑制劑，可以阻止干細胞的凋亡，一般在種板培養(yǎng)的第一次加入，后續(xù)換液培養(yǎng)不必添加該小分子。

4、SB202190: 是一種高效的 p38 MAPK 抑制劑，靶向作用于 p38α/β。可用于胃腸道、乳腺類器官的培養(yǎng)。

5、Nicotinamide: 是一種B3維生素，是NAD 和 NADP的活性成分，在細胞生理學中發(fā)揮重要作用，可用于胃腸道、肝臟以及乳腺類器官的培養(yǎng)。

6、Forskolin: 可以激活腺苷環(huán)化酶，常用于提高細胞內(nèi) cAMP 的水平。Forskolin 誘導多種類型細胞的分化并激活孕烷X受體 (PXR) 和法尼醇X受體(FXR)，可對心臟產(chǎn)生正性肌力作用，并具有血小板抗凝集和降壓作用。據(jù)報道，它與其他小分子聯(lián)合使用，可誘導成纖維細胞重編程為誘導多能性干細胞，在肝臟類器官培養(yǎng)的時候必須要添加。

7、Prostaglandin E2: 前列腺素 E2，PGE2。PGE2調(diào)節(jié)許多生理系統(tǒng)，包括消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等。它與特異的受體結(jié)合后可介導細胞增殖、分化，在肝臟類器官和前列腺類器官培養(yǎng)時需要添加。

8、CHIR99021: CHIR99021是糖原合成酶激酶3β抑制劑，可誘導人胚胎干細胞向內(nèi)胚層分化，在腎臟以及視網(wǎng)膜類器官培養(yǎng)時需要。

9、N-acetyl-L-Cysteine: N-乙酰半胱氨酸，它是一種 ROS 抑制劑，具有抗氧化作用，在大多數(shù)類器官的培養(yǎng)過程中需要添加。

激素對于部分類器官的培養(yǎng)十分重要，而針對于不同器官的類器官培養(yǎng)，其所需添加的激素并不相同。在小鼠甲狀腺類器官培養(yǎng)中，促甲狀腺激素可以促進多能干細胞分化為甲狀腺細胞。在賁門類器官培養(yǎng)中，胃泌素通過CCK2R 促進小鼠賁門類器官的生長。在前列腺類器官培養(yǎng)中提及了雙氫睪酮的使用。

HEPES緩沖液，即N-2-羥乙基哌嗪-N'-2-乙磺酸，常用于細胞培養(yǎng)，化學和酶學性質(zhì)穩(wěn)定，維持滲透壓，提供緩沖能力，廣泛應用于類器官培養(yǎng)。研究表明，N2補充劑與B27在類器官培養(yǎng)中有類似作用。視黃酸是維生素A的代謝產(chǎn)物，對細胞生長、分化和器官形成重要，在腎臟類器官培養(yǎng)中有應用。毛喉素作為腺苷酸環(huán)化酶的激活劑，在肝臟類器官培養(yǎng)中也有應用。

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