可以帮助研究者本地化搭建人源肠类器官研究与应用平台。基于hPSC的诱导分化技术,获得的肠类器官(小肠、大肠)在谱系多样性、结构仿生性与功能特异性上更接近真实肠道的生理原貌。
今天小九给大家带来的是咱们orgTINGO系列的另一款类器官分化系统:TINGOint小肠类器官分化系统!
口服给药后,药物必须通过肠黏膜到达门静脉,因此药物的肠道反应是药物评价中的关键一环。胃肠道毒性(Gastrointestinal toxicity , GIT)是I期临床试验中最常见的药物不良反应之一。对具有临床胃肠道毒性的化合物的回顾性评估显示,啮齿动物中的GIT只有46%的临床一致性,而非啮齿动物的GIT为83%[1],因此,选择高一致性的药物肠毒性评价模型尤为重要。
天九再生医学研发的TINGOint小肠类器官分化系统,完美解决上述问题。适宜作为小肠发育研究、病理解析、肠感染研究、再生研究、定植研究等方面的新一代人源化精准工具。
通过TINGOint分化系统获得的肠类器官包含几乎所有肠细胞谱系,包括肠上皮细胞、神经内分泌细胞、潘氏细胞、杯状细胞、隐窝干细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞、肌成纤维人生就是博官方平台细胞等。
真实的小肠包含复杂的细胞谱系(Fig.1为TINGOint对应的细胞):
获得的小肠类器官亦支持体外的连续传代与冻存,天九实验室耗时一年半,将TINGOint传至第38代(Fig.4),其VIL1、LYZ、MUC2等标志物的表达并无衰减迹象。
标准的操作指南(Fig.5),并经过9种不同PSC细胞系的重复验证,轻松实现本地化操作。
基于TINGOint获得的仿生类器官可以构建多种研究模型,满足不同应用需要。例如,从形态、肠道标志物和增殖能力三大方人生就是博官方平台向切入构建小肠的生长/再生评价模型,可实现基于小肠类器官的药物评价(药效、毒性等)。
肠状体(Enteroids)是沿着其基底外侧(反腔)或不规则的增厚壁存在视觉上尖锐的边界(芽);肠球体(Colonoids)为圆形/椭圆形的小肠类器官(Fig.6)。肠状体/肠球体是一种评价小肠类器官生长速率的最直观方法,Fig.7为给药后小肠类器官的肠状体/肠球体变化,可见该比值明显增加,可证明该药物对小肠的生长有促进作用[8],简单粗暴,用!眼!看!
肠道细胞标志物的免疫荧光染色是小肠类器官表征和评价的经典方法。Fig.8为经过治疗后小肠杯状细胞标记物Muc2的免疫荧光结果,可清晰观测出损伤后的小肠类器官Muc2+的减少,以及治疗后该标志物显著上调[9]。
Fig.9通过使用辐射诱导的Lgr5-EGFP-IRES-creERT2小鼠的肠组织培养类器官,给药后小肠类器官中的 Lgr5-EGFP细胞占比的显着增加,证实了该成分可促进肠再生[10]。
小肠细胞标志物mRNA的表达同样是简单可靠的判定方法。Fig.10为经过损伤和给药后肠道干细胞标志物(Lgr5)、Paneth细胞标记物(Lyz),杯状细胞标记物(Muc2),肠内分泌标记物(CgA)的mRNA的表达对比[9]。
直接测定DNA合成是细胞增殖检测的最准确方法之一,流式细胞术和免疫荧光染色均可用于衡量EdU的渗入情况。Fig.11与对照组相比,流式结果显示药物处理的类器官的EdU掺入百分比增加了0.5倍,证实该药物可在体外促进小肠类器官增值[10]。
Fig.12使用免疫荧光观测了TNF-α处理后的小肠类器官增殖的情况, TNF-α处理的克罗恩病患者源性类器官中的EdU +细胞数量显着低于对照类器官,可见TNF-α会抑制细胞增殖,从而降低克罗恩病患者来源的类器官的伤口愈合能力[11]。
免疫荧光染色、流式细胞术与qPCR均可实现对增值标志物Ki-67的检测,Fig.13为给药前后Ki-67的免疫荧光染色图,可见给药后小肠类器官中Ki-67的表达量明显增加,证明该药物可以促进小肠类器官的生长[8]。
作为判定细胞活力与药物毒性的经典方法,MTT也被用于以类器官为模型的药物毒性评价。Fig.14可见经过TNF-α处理的类器官活力明显下降[11]。
判断2D细胞增值与迁移的经典方法-伤口愈合实验同样适用于3D类器官。将进行 3D 培养的类器官消化成单细胞,并接种到24孔板中培养类器官单层直至达到汇合即可进行常规的伤口愈合实验操作。Fig.15可见TNF-α处理的克罗恩病患者衍生类器官的未愈合区域显着大于各对照类器官[11]。