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类器官

生物钻研和疾病建模可归纳综合实在构造的庞杂性。

甚么是类器官?

类器官是源于干细胞的三维 (3D) 多细胞细小构造,旨在贴切摹拟人体器官(如肺、肝脏或脑)的庞杂布局和功效。类器官凡是包罗细胞的共培育物并显现出高度的自组装性,是以与传统的二维 (2D) 细胞培育物比拟,能够或许更好地显现庞杂的体内细胞应对和彼此感化。

有三种差别的界说可用于辨别类器官:

  • 类器官是一种含多种细胞范例的 3D 生物细小构造
  • 类器官可表现构造的庞杂性、组成和布局
  • 类器官最少在某些方面与构造的功效近似

类器官的首要性和上风

类器官在癌症钻研神经生物学干细胞钻研和药物发明范畴变得愈来愈首要,由于它们可增能人体构造建模。类器官源于干细胞,并可扩大为多种构造范例,包含肝脏、肺、脑、肾脏、胃和肠。由于这些 3D 细小构造能够或许摹拟体内器官,是以在人类成长和疾病机制方面能为钻研职员供给更多看法。比方,钻研职员可操纵渐变细胞成长类器官,从而领会为什么特定基因渐变与某些遗传疾病有关。类器官也能增进沾抱病和宿主-病原体相互感化钻研。终究,操纵患者源性类器官停止药物挑选和毒性评价的才能让钻研职员能够或许在特点化医疗方面获得进一步成长。

类器官钻研的普通任务流程

由于类器官及其余 3D 细胞体系变得日趋庞杂,是以须要操纵更紧密的 3D 成像和阐发手艺来切确有效地描写这些生物学检测的特点。此刻,凡是操纵主动共聚焦成像体系 3D 成像阐发软件来赞助钻研职员简化他们的任务流程并获得最好成果。

类器官任务流程申明

第 1 步)2D 预培育

类器官源于原代细胞(即肠、肺或肾脏细胞)或引诱多无能细胞。干细胞能够或许分解并自组装成各类构造特同性类器官。

第 2 步)成长 3D 类器官

凡是情况下,在室温下事后夹杂细胞与基质胶,并将液滴插手 24 孔板中。而后将板放入孵育器中,以组成一个固体液滴圆顶。而后插手培育基孵育 7 天或更多天,以增进细胞成长和分解为特定构造(脑、肠、肺等)。培育基包含细胞外基质 (ECM)、卵白和差别的成长因子,并因正在开辟的构造范例而差别。

第 3 步)类器官培育

类器官培育是一个冗长的历程,能够或许包含差别的步骤和操纵差别的培育基。在此历程中,须要监测细胞表型(聚合酶链反映 [PCR]、成像),此中细胞表型凡是用于领会发育生物学和构造。

第 4 步)监测和读数

在停止尝试之前,须要监测类器官并描写其特点,以确保其具备适合的构造布局和分解。高内在成像许可监测并察看类器官的成长和分解情况,对布局停止 3D 辨认,对类器官布局、细胞外形和活性停止庞杂的阐发,和表现差别的细胞标记物。

第 5 步)共聚焦成像和 3D 阐发

类器官的共聚焦成像和 3D 阐发许可察看和定量数目、粒径散布、细胞数目、细胞含量、细胞活性、体积,和定量细胞增殖和表现特同性标记物。类器官的多种定量描写语表征可用于钻研疾病表型和化合物影响。

类器官的共聚焦成像和 3D 图象阐发

类器官布局为疾病建模和化合物影响评价供给了一个很是有效的东西。对类器官表型变更的定量评价改良和尝试和检测中通量的增添而言,类器官的主动成像和阐发是很首要的。

 

类器官的共聚焦成像和 3D 图象阐发

 

共聚焦成像,如带有高机能激光和水浸物镜的 ImageXpress® 共聚焦高通量野生智能体系,对捕获 3D 生物检测的庞杂性特别有效。与典范细胞球具备固体东西表面和透光限定差别,3D 类器官具备中空表面,内有腔室或浮泛,是以更容易被光芒穿过,从而许可对嵌入基质胶的多种细小构造停止“成像”。

气道类器官 CME 阐发

3D 类器官模子成像和阐发。 在此短视频中,Andy Bashford(成像操纵迷信家)展现了 3D 气道类器官模子的一个绝佳示例,和充实操纵这一范例的检测的一些风趣方式。

当软件在 3D 空间中毗连和重构来自多个立体的东西时,高内在阐发东西(如 MetaXpressIN Carta 成像阐发软件)能够或许查找和表征多个东西/类器官,不管它们是 2D 格局(对单个立体或最大投影图象)仍是 3D 格局。能够或许描写类器官的直径、体积、外形、特同性标记物或与其余东西之间的距离。

另外,能够或许肯定和测定每一个类器官中的单个细胞、细胞核或细胞器。这许可对活细胞和死细胞或有特同性标记物的细胞停止计数,同时还能肯定各东西的体积及它们之间的距离。能够或许计较每一个类器官的数值,或计较每一个孔的均匀数值。

肺类器官细胞图象库

更多优良资本

类器官的资本

视频和收集钻研会

21 世纪的疾病建模:操纵 3D 成像的主动类器官检测

合用于药物发明和疾病建模的高通量、类器官源性器官芯片体系

操纵高内在成像开辟高通量器官芯片构造模子用于药物发明

操纵高通量芯片器官 (Organ-on-a-Chip) 平台的心理学相干构造模子

操纵高通量器官芯片平台的心理相干性构造模子

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