一體化熒光顯微成像系統(tǒng)讓類器官相關(guān)研究更進一步

類器官—藥物研發(fā)和病理研究的重要工具

類器官，顧名思義類似于器官，但是類器官是基于3D細胞培養(yǎng)系統(tǒng)形成的細胞聚合物、與體內(nèi)組織或器官高度相似的“迷你器官"。與2D體外培養(yǎng)細胞相比較，這類“迷你器官"具有和人體真實器官相近的細胞組成、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和功能，并可長期穩(wěn)定的傳代培養(yǎng)。

常規(guī)的2D培養(yǎng)是指細胞在培養(yǎng)皿底部生長，通過外部刺激，如藥物投入、光、溫度等條件進行刺激，觀察該細胞對外部刺激產(chǎn)生的影響以及分泌物的變化等。但2D細胞培養(yǎng)由于細胞在體外改變了原始的生存環(huán)境，隨著細胞增殖逐漸喪失了原有的性狀，與存在于體內(nèi)的細胞的性狀有所不同。而動物實驗在體內(nèi)進行，由于體內(nèi)的多種因素制約以及體內(nèi)和外界環(huán)境相互影響而變得復雜化，難以研究單一過程，且難以研究中間過程。

而類器官通過將細胞接種在特殊的多微孔支架，納米纖維支架或水凝膠支架上進行培養(yǎng)讓細胞形成3D構(gòu)造更加接近體內(nèi)器官的狀態(tài)，再通過導入可以讓細胞定向分化的激素和生長因子等讓該器官具有與體內(nèi)器官相同的功能。能更好地用于模擬器官組織的發(fā)生過程及生理、病理狀態(tài)，因而在個體化精準醫(yī)療、新藥研發(fā)基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。

駱華生物—國內(nèi)類器官領(lǐng)域前沿企業(yè)

駱華生物有限公司成立5年來投入千萬余元進行類器官和器官芯片領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)的研究，成功建立了多種人體類器官和腫瘤類器官培養(yǎng)體系，完成近萬例腫瘤患者藥敏檢測和病理檢測。腫瘤類器官培養(yǎng)體系覆蓋了胰腺癌、胃癌、腸癌、乳腺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、宮頸癌、前列腺癌、膀胱癌、腦膠質(zhì)瘤等10余種癌癥，正常組織類器官構(gòu)建覆蓋了乳腺、胃、肝、腦、腎等，有效樣本成功率98%；自主研發(fā)了多種iPSC誘導的類器官專用培養(yǎng)基，開發(fā)了國產(chǎn)人腦類器官誘導分化試劑盒。器官芯片領(lǐng)域已完成肝芯片、肺芯片、腫瘤芯片、腸芯片、腎芯片、神經(jīng)芯片、血管芯片的生理模型開發(fā)，成功構(gòu)建了IgA腎病、肝纖維化、非酒精性脂肪肝，肺纖維化，氣道上皮增生，狼瘡腎病、微小病灶腎、高血壓腎病 高尿酸血癥等疾病模型。自主開發(fā)了國產(chǎn)血管化皮膚芯片模型，并通過測試發(fā)現(xiàn)各項功能指標均優(yōu)于其他臨床上的皮膚等效物，可用于替代細胞和動物模型對化妝品的安全性和有效性進行高通量的測試；自主開發(fā)的毛囊類器官可為防脫生發(fā)固發(fā)產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)提供體外仿真模型，為脫發(fā)患者的治療和毛發(fā)再生提供新方法。同時高通量器官芯片、智能化多器官芯片培養(yǎng)系統(tǒng)等研發(fā)項目已突破關(guān)鍵技術(shù)。

注：腦類器官相比于iPSC神經(jīng)祖細胞標記基因PAX6和TBR2的表達上調(diào)，神經(jīng)元細胞標記基因TBR1、CTIP2、MAP2和TUJ1的表達上調(diào)。

公司主要研究方向為類器官和器官芯片關(guān)鍵核心技術(shù)的開發(fā)，分為三大板塊：
1）類器官技術(shù)開發(fā)—通過成體干細胞 / 多能干細胞誘導多種類器官生理模型、腫瘤類器官及其他疾病模型；
2）基于微流控技術(shù)開發(fā)不同類型的器官芯片，如腎芯片、肝芯片、腸芯片、肺芯片、腫瘤芯片、皮膚芯片、血管芯片、多器官芯片系統(tǒng)等；
3）相關(guān)設備及試劑開發(fā)：自主開發(fā)多器官芯片智能化培養(yǎng)觀測系統(tǒng)、活細胞工作站、便攜式活細胞培養(yǎng)箱、組織 / 單細胞解離液、不同類器官專屬培養(yǎng)基、類器官凍存液等產(chǎn)品，適配本公司的工藝流程，大大提高了類器官培養(yǎng)成功率和復蘇成活率。其中，已有4項產(chǎn)品通過了藥監(jiān)局一類醫(yī)療器械產(chǎn)品備案。

未來駱華生物將對如血管化缺失；如何構(gòu)建系統(tǒng)化類器官；如何利用好人體胚胎的干細胞建立持久穩(wěn)定的體外模型；培養(yǎng)條件和環(huán)境刺激如何更真實的模擬還原人體微環(huán)境；科研屬性的產(chǎn)品如何實現(xiàn)量產(chǎn)，如何轉(zhuǎn)化為臨床產(chǎn)品等多方面的挑戰(zhàn)繼續(xù)深入研究，從源頭加速新藥開發(fā)進程，降低新藥開發(fā)成本。結(jié)合人工智能（AI）技術(shù)、多組學技術(shù)、文庫篩選技術(shù)、基因編輯技術(shù)等的結(jié)合，為該技術(shù)創(chuàng)造更多的應用場景。

BZ 系列的導入助駱華生物提高研究效率

駱華生物技術(shù)負責人王博士表示，當初在決定購買熒光顯微鏡的時候，對BZ 系列簡單易懂的操作方法印象很深，即便是新手也能快速掌握熒光、明場的觀察并拍攝出高質(zhì)量的圖像。其次，BZ 系列功能全面，可以高效地解決實驗過程中的拍攝問題，極大地提高了實驗人員的效率，也間接地增加了公司效益。與此同時，在實驗過程中遇到問題時，基恩士的技術(shù)人員還會免費進行幫助與培訓，售后服務非常好?；诖?，選擇了基恩士的熒光顯微成像系統(tǒng)。

駱華生物負責熒光顯微觀察的實驗員崔雙雙表示，自23年2月購入后，BZ 系列顯微鏡的使用頻率非常高，也十分的簡便高效。首先，BZ 系列不需要暗室，節(jié)省空間。其次，它可以拍出十分清晰的圖像，操作簡單。例如，其可同時對多通道進行拍攝，并且可通過對所拍攝視野圖像進行拼接而獲得整個視野圖像，便于實驗人員結(jié)合整個視野圖像對實驗結(jié)果進行整體分析。與此同時，還可以通過對Z軸進行層掃組合，得到更為立體的圖像。對于所得到的圖片還可以進行批量分析。BZ 系列的使用使得實驗結(jié)果圖片更為清晰、豐富，同時提高了實驗人員效率，也為實驗提供了更多的可能性。

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BZ 系列在類器官實驗中的優(yōu)勢

在類器官實驗中根據(jù)不同的實驗階段，對于設備的要求也是在不斷變化中?；魇康囊惑w化熒光顯微成像系統(tǒng)BZ 系列，采取可拓展模式，將熒光顯微鏡、明場 / 相差顯微鏡以及激光共聚焦、高內(nèi)涵、掃片儀、活細胞工作站的部分或全部功能整合到一起，且可根據(jù)實驗需求增加相應模塊從而實現(xiàn)不同的觀察需求。

1）類器官培養(yǎng)階段：需要對培養(yǎng)中的細胞長時間觀察，確認類器官的形成過程。

BZ 系列可外配細胞維生系統(tǒng)，在培養(yǎng)的同時進行延時拍攝。憑借BZ 系列高度自動化的系統(tǒng)，可在拍攝過程中，追蹤焦點位置，即使在類器官形成過程中焦點不斷發(fā)生變化也能拍攝出全程對焦清晰的圖片。而且可根據(jù)預先設定的程序，以不同的倍率拍攝不同位置，在一個實驗周期內(nèi)，獲取數(shù)個實驗結(jié)果，大幅度提高實驗效率。拍攝結(jié)果也可對其在時間序列上進行分析，得出相應的分析結(jié)果。

2）類器官成像：類器官形成后，通常有一定的厚度，在觀察過程中易受到非焦平面雜光的影響無法準確定位信號位置。

BZ 系列采取光柵共焦系統(tǒng)，排除非焦平面雜光影響的同時結(jié)合可在不需要曝光時自動關(guān)閉激發(fā)光的防淬滅系統(tǒng)降低激發(fā)光對樣品的影響，簡單操作即可實現(xiàn)高清觀察，且可根據(jù)高精度Z棧，渲染3D效果，并可進行3D測量，在空間上確認信號位置，從而進行更高級的觀察分析。

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