IPS诱导肠类器官的培养分为三大步骤:人多能干细胞的培养、内胚层分化以及中/后肠的模式化诱导。在本文中,我们将重点介绍第二步骤——内胚层的分化及中/后肠的模式化诱导。
一、前期准备
1. 试剂与设备
- 细胞:H1/H9 hESC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-谷氨酸溶液(2mM)(abs9295)、双抗(abs9244)。
- 生长因子:Activin A(100 ng/mL)(abs05801)、FGF4(500 ng/mL)(abs06269)、WNT3a(500 ng/mL)(abs05632)。
- 基质胶:即用型基质胶(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:
a. Day1:RPMI1640 + L-丙氨酰-L-谷氨酸溶液(2mM) + 双抗(1%) + Activin A(100 ng/mL)。
b. Day2:Day1配方 + 透析胎牛血清(0.2%)。
c. Day3:Day1配方 + 透析胎牛血清(2%)。
- 中/后肠分化培养基:
a. RPMI1640 + 透析胎牛血清(2%) + FGF4(500 ng/mL) + WNT3a(500 ng/mL)。
二、hPSCs传代与铺板
1. 细胞传代(耗时2小时)
- 使用人多能干细胞消化液消化hPSCs,直至边缘卷起。
- 用细胞刮刀轻柔剥离细胞团,反复吹打至1-2mm大小的细胞团。
- 按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过夜培养。
2. 细胞扩增至85-90%融合(3-4天)
- 每日更换人多能干细胞培养基,观察细胞密度。
- 关键: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)
1. Day1: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。
2. Day2:更换为Day2内胚层培养基(含0.2%透析胎牛血清),培养24小时。
3. Day3:更换为Day3内胚层培养基(含2%透析胎牛血清),培养24小时。
4. 验证分化效率(可选):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,每日更换。
- 48小时后:在立体显微镜下观察上皮增厚,72-96小时后球状体(spheroids)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。
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