NAMs新方法学前沿

搅拌生物反应器视网膜类器官的组成与长期结构质控

比较人多能干细胞(human pluripotent stem cells,hPSC)来源视网膜类器官在静态培养皿和搅拌生物反应器中的细胞组成、分层、死亡/增殖及 16 至 33 周外节样结构。

用途与模型

研究用途
为疾病与药物筛选选择合适的目标光感受器比例、培养阶段和结构条件;提高早期比例的培养方式,仍需检查长期结构保留。
模型与细胞来源
H9 胚胎干细胞与 IMR90-4 人诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)等来源视网膜类器官;方法另列 H9 不同细胞库来源,不将其当独立遗传供者。
方法版本
2018 年静态/22 rpm 搅拌比较版本
实验形式
100 mL、22 rpm 持续搅拌反应器与 100 mm 超低黏附静态培养皿比较;流式、免疫标记及电镜分层评价。

材料与平台

细胞组成
16 周流式每次合并 50 类器官,测 RECOVERIN、CD133/CD73 和 RECOVERIN/CD73;独立分化实验 N=3–4,按终点分别报告。
状态与组织层次
SYTOX Blue 全组织死细胞比例;神经上皮局部裂解型半胱天冬酶 3(cleaved caspase-3)、8 周 Ki67 及 16 周 3 层样区域。
结构随时间变化
16 周及 33 周观察连接纤毛、初生外节样结构与刷状边,结合相关标记和电镜。

测量指标与分析

  • 目标细胞标志及双阳性比例
  • 视网膜样分层比例
  • 全组织死亡与局部凋亡/增殖
  • 早期与长期内外节样结构保留

混样类器官数、区域/图像数和独立实验数分别解释。RECOVERIN 非完全光感受器特异,双标结果与结构结果共同判断;16 周和 33 周结果不合并为单向成熟优势。

研究设计与结果

实验条件比较

研究设计
静态与生物反应器条件比较 16 周细胞组成/分层/死亡及 33 周结构。
测试范围
流式每实验 50 类器官混样,RECOVERIN 及 RECOVERIN/CD73 N=3、CD133/CD73 N=4、死亡 N=5;局部组织定量 10 区域/图像、N=3;33 周结构主文 50 类器官、N=4。
参照体系
同来源静态培养皿;不同培养阶段。
研究结果
16 周 RECOVERIN/CD73 双阳性反应器 11.87%±1.88%、静态 1.38%±0.59%;整体死细胞无显著差异;33 周发达刷状边和较好内外节保留仅见静态对照。

适用条件与研究局限

  • 流式 50 类器官为混样,不是 50 独立重复;H9 不同银行来源不是不同供者。
  • 本研究测量成熟标志和初生外节样结构,未检测光响应或候选药物效应。
  • 长期搅拌未保持外节优势,剪切影响为作者可能解释,未直接测定。
  • 培养大小变化、偶发融合及早/晚期差异需纳入批次比较。

来源与原文

  1. Use of bioreactors for culturing human retinal organoids improves photoreceptor yields原始研究 · Stem Cell Research & Therapy · 2018-06-13

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