小肠类器官培养是一项复杂的生物技术,它涉及从肠道组织中分离、培养和扩增小肠类器官的过程。以下是小肠类器官培养的基本步骤和注意事项,以小鼠和人类为例进行说明:
小鼠小肠类器官培养
样本采集:将小鼠安乐死后,从回肠末端采集约15厘米长的肠管。
组织处理:去除外膜,用冷的PBS冲洗,并剪开肠段使肠腔朝上。用冰冻PBS轻轻清洗剪开的肠段,直至清澈。
隐窝分离:将肠管剪成1~2毫米的小段,然后用PBS冲洗。去除上清液后,将组织碎片重悬于肠隐窝消化液中,冰浴并旋转消化。之后,通过过滤和离心步骤获得隐窝沉淀。
隐窝计数与重悬:使用倒置显微镜计数隐窝数量,并用类器官培养基将隐窝的密度重悬至适当范围。
基质胶混合与铺板:将隐窝悬液与等体积的未稀释基质胶混合,然后加入到预热好的24孔板中,形成圆顶状结构。
培养与观察:将平板置于培养箱中,定期更换培养基并观察类器官的生长情况。通常,隐窝在培养约3小时后形成球形结构,24天后类器官开始出芽,57天后形成复杂结构。
人类小肠类器官培养
样本采集:通过肠道手术或肠镜活检取得正常肠组织标本,保存于4℃的DPBS中运输。
组织处理:用镊子轻刮标本黏膜面去除黏液,将小肠组织标本剪碎至直径小于1毫米。然后,使用预冷的DPBS和解离缓冲液进行漂洗和消化,直至大部分隐窝游离。
隐窝分离与计数:通过重力沉降、过滤和离心步骤获得隐窝沉淀,并使用倒置显微镜进行计数。
基质胶混合与铺板:将隐窝悬液与等体积的未稀释基质胶混合,并加入到预热好的24孔板中。
培养与分化:在特定的培养条件下(包括生长因子、激素和维生素类物质等),人类小肠类器官可以呈现出芽状结构并增殖。通过调整培养条件,还可以诱导肠干细胞分化为各种终末分化结肠上皮细胞。
传代与冻存:对于已经培养的类器官,可以进行传代扩增。同时,也可以将类器官进行冻存以备后续使用。
注意事项
无菌操作:整个培养过程需要在无菌条件下进行,以避免污染。
温度控制:分离隐窝和配制培养基等步骤需要在低温条件下进行,以保持细胞的活性。
基质胶的使用:基质胶在类器官培养中起着关键作用,它提供了支撑作用和营养物质。因此,在使用基质胶时需要特别注意其质量和操作方式。
培养基的配制:培养基的配制需要严格按照配方进行,以确保类器官能够获得足够的营养和支持。
观察与记录:在培养过程中需要定期观察类器官的生长情况,并记录相关数据以便后续分析。
总之,小肠类器官培养是一项具有挑战性的生物技术,但它为肠道疾病的研究和个体化治疗提供了有力的工具。通过不断优化培养条件和操作步骤,我们可以进一步提高类器官的培养效率和质量。