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心臟是脊椎動(dòng)物身體中的肌造器官，是人體循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)力器官，為血液流動(dòng)提供動(dòng)力。由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，心臟是最難在體外建模的器官之一。
類器官是一種在體外3D培養(yǎng)并模擬體內(nèi)器官的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可以更準(zhǔn)確地保留體內(nèi)細(xì)胞的生物學(xué)特性和功能。近年來(lái)，Mendjan S研究團(tuán)隊(duì)以特定的順序激活所有參與胚胎心臟發(fā)育的6個(gè)已知信號(hào)通路，誘導(dǎo)干細(xì)胞自行組織，構(gòu)建出個(gè)體外自組織心臟類器官模型，為心血管疾病的研究開辟了新的方向與思路。
圖1.從人類多能干細(xì)胞中建立心臟類器官(PMID: 34019794)[1]
我們根據(jù)Mendjan S[1]發(fā)表的文章，整理了人類多能干細(xì)胞(hPSC)生成心臟類器官的培養(yǎng)方案。該模型可自發(fā)形成空腔，自主跳動(dòng)，無(wú)需支架支持，在受傷后可以自主動(dòng)員心臟成纖維細(xì)胞遷移修復(fù)損傷。
圖2.hPSC分化為心臟類器官的過(guò)程(PMID: 34019794)[1]
將hPSC (WTC細(xì)胞)接種到超低吸附的96孔板上，用FLyAB(Ins)培養(yǎng)基（CDM培養(yǎng)基含有30 ng/mL FGF2，5 μM LY294002，50 ng/mL Activin A，10 ng/mL BMP4，1 μg/mL insulin，4-8 μM CHIR99021，5 μM Y-27632）培養(yǎng)36 h-40 h；
更換為BFIIWPRa培養(yǎng)基（CDM培養(yǎng)基含有10ng/mL BMP4，8 ng/mL FGF2，10 μg/mL insulin，5 μM IWP2，0.5 μM retinoic acid，200 ng/mL VEGF-A）培養(yǎng)4天，每日換液；
更換為BFI培養(yǎng)基（含有10ng/mL BMP4，8 ng/mL FGF2，10 μg/mL insulin，100 ng/mL VEGF-A）培養(yǎng)2天，每日換液；
圖3.hPSC分化為心臟類器官的過(guò)程中各時(shí)間點(diǎn)的細(xì)胞團(tuán)尺寸變化及明場(chǎng)圖片(PMID: 34019794)[1]
更換為CDM培養(yǎng)基（含有100 ng/mL VEGF-A）繼續(xù)培養(yǎng)，每?jī)商鞊Q液；
產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品編號(hào) | 規(guī)格 | 簡(jiǎn)介 |
Y-27632 | 53006ES | 1 mg/5 mg/10 mg | ROCK抑制劑 |
CHIR99021 | 53003ES | 2 mg/5 mg/10 mg | GSK-3α/β抑制劑 |
LY294002 | 52403ES | 5 mg/10 mg/50 mg | PI3K抑制劑 |
Retinoic acid（維甲酸，維A酸） | 53001ES | 100 mg/500 mg/1 g | 誘導(dǎo)細(xì)胞分化 |
IWP2 | 53013ES | 5 mg/10 mg/50 mg | Wnt抑制劑 |
human Activin A | 91702ES | 10 μg/100 μg/500 μg | 重組蛋白 |
human BMP4 | 92053ES | 10 μg/100 μg/500 μg | 重組蛋白 |
human VEGF-A | 91502ES | 10 μg/100 μg/500 μg | 重組蛋白 |
human FGF2 | 91330ES | 10 μg/100 μg/500 μg | 重組蛋白 |
Insulin | 40112ES | 25 mg/100 mg/500 mg/1 g | 細(xì)胞培養(yǎng)的輔助成分 |
