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科学研究中的类器官培养

更新时间:2023-07-20 11:50:02       点击次数:831

1.1 上皮类器官研究上皮细胞-免疫细胞相互作用

上皮细胞出现在机体所有和外界接触的边界,比如皮肤,呼吸道,肺,消化道,是机体对抗病原体侵染的第一层屏障,也是第一个对病原性感染作出反应的细胞。为了维持体内平衡,并提供对感染的快速反应,上皮细胞与免疫细胞密切配合。所以在上皮区域,也是全身免疫细胞浓度最高的区域。建立上皮细胞和免疫细胞相互作用的模型,是研究抗感染免疫和损伤后免疫的重要手段。上皮细胞类器官的建立,可以非常精准的模拟机体上皮环境,也被发展起来研究上皮和免疫细胞相互作用。


有三种共培养的模式

1.用存在于细胞外基质中的重组细胞因子处理类器官,评价免疫细胞衍生细胞因子对于上皮细胞的影响。如IL-4和IL-13促进丛生细胞分化,而IL-22支持干细胞增殖和存活。

2.将器官消化到单个细胞,然后在免疫细胞存在的情况下,再生长。用于评估免疫细胞和免疫细胞衍生的细胞因子(可溶性或膜结合)对器官生长和分化的影响,以及上皮细胞对免疫细胞表型的影响。

3.在ECM或生长培养基(悬浮培养)中,向完整的类器官中添加(活化的)免疫细胞,如T细胞或固有淋巴样细胞(ILCs),以评估免疫细胞与上皮细胞之间的相互作用。这些检测的读数通常包含消化形成的器官和随后的转录。单细胞RNA测序或定量PCR(QPCR),成像和/或流式细胞术评估上皮细胞和/或免疫细胞表型。在这些共培养中使用的免疫细胞要么直接从小鼠组织(例如,脾细胞、肠上皮内淋巴细胞、固有层T细胞、固有层ILCs或肺ILC2s)中分类,要么直接从人外周血中提取,要么先在体外分化。


1.2 胸腺类器官研究T细胞发育

胸腺是T细胞成熟和从祖细胞向成熟的幼稚淋巴细胞分化的中心部位。来源于骨髓的T细胞祖细胞在胸腺皮质进行阳性选择,随后在胸腺髓质中进行阴性选择。胸腺的这些区域由两种不同的上皮细胞组成:皮质胸腺上皮细胞(CTECs)和髓质胸腺上皮细胞(MTECs)。3D重建胸腺被证明是模拟其功能的关键,几种胸腺类器官的产生方法:这些器官培养通常是从人类身上建立起来的或胎鼠或新生儿胸腺组织,但也有报道称TEC样细胞与人胚胎干细胞的体外分化,这些培养都产生胸腺样结构。在体外产生活的T细胞,并在移植到裸鼠上时发挥作用。有趣的是,虽然长时间的类似胸腺的培养是可能的(离体培养长达56天),但细胞在连续传代时失去了集落形成能力。重要的是,虽然在成年小鼠中已经发现了一种双能的TEC前体,但含cTECs和mTECs的胸腺器官尚未从单个干细胞中生成。此外,考虑到小鼠体内某些双能TEC前体的生长因子已被发现(例如BMP 4和IL-22),可以尝试这些因子是否可用于维持TEC的祖细胞来源的类器官。


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