IPS诱导肠类器官培养分为三个主要阶段:人多能干细胞的培养、内胚层分化及中/后肠模式化诱导以及类器官培养。本文将重点讨论第二阶段——内胚层分化及中/后肠模式化诱导。
一、前期准备
1. 试剂与设备
- 细胞来源:H1/H9hESC或患者来源的iPSCs。
- 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:ActivinA(100ng/mL,abs05801)、FGF4(500ng/mL,abs06269)、WNT3a(500ng/mL,abs05632)。
- 基质胶:即时用型基质胶(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
内胚层分化培养基的配制如下:
- 第1天:RPMI1640 + L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液(2mM) + 双抗(1%) + ActivinA(100ng/mL)。
- 第2天:第1天配方 + 透析胎牛血清(0.2%)。
- 第3天:第1天配方 + 透析胎牛血清(2%)。
中/后肠分化培养基配制:
- 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(耗时约2小时)
使用人多能干细胞消化液处理hPSCs直至边缘卷起。用细胞刮刀轻轻剥离细胞团,反复吹打至1-2mm大小细胞团。按照1:6的比例接种至Matrigel包被的24孔板(每孔约5000个细胞团),轻敲培养板使细胞均匀分布,置于37°C培养过夜。
2. 细胞扩增至85-90%融合(3-4天)
每天更换人多能干细胞培养基,并观察细胞密度。关键在于密度过高(自发分化)或过低(分化效率低)时需重新铺板。
三、内胚层分化(3天)
- 第1天:吸除人多能干细胞培养基,加入Day1内胚层培养基(无血清),培养24小时。
- 第2天:更换为Day2内胚层培养基(含0.2%透析胎牛血清),培养24小时。
- 第3天:更换为Day3内胚层培养基(含2%透析胎牛血清),培养24小时。
可选的分化效率验证:通过免疫染色检测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,使用立体显微镜观察上皮增厚,72-96小时后球状体(spheroids)会脱离单层细胞。
2. 收集球状体
使用200μL枪头收集游离的球状体,每管约50个,置于冰上备用。
本期推荐的试剂包括:尊龙凯时人多能干细胞培养基(500ml)、人多能干细胞消化液(100mL)、L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液(100×,200mM,100mL)、即时用型基质胶(100mL)、RPMI1640(500mL)、双抗(100mL)以及相关试剂与耗材。
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