在生物医学研究领域,类器官已成为一种备受瞩目的“明星模型”,特别是在疾病机制解析、药物筛选及精准医疗等方面展现了巨大的应用潜力。然而,许多科研人员在进行类器官培养时,往往会遇到“无法形成结构”、“细胞活性低”、“传代失败”等一系列难题。从根本上看,培养体系中细胞因子的挑选和配比是成败的关键所在!接下来,我们将深入探讨类器官经典培养方案WENR(包括Wnt3a、EGF、Noggin、R-Spondins),解析这“四大护法”如何发挥各自的作用,助力科研工作者克服类器官培养的挑战!
WENR方案的经典成就
类器官经典培养方案WENR(或称为WNER)最初由荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers团队开发。其核心成分包括Wnt-3a、EGF、Noggin和R-Spondins,这四种因子被誉为类器官培养的“四大护法”。随着研究的深入,WENR方案在类器官的构建与应用中逐渐演化,结合其他细胞因子或小分子抑制剂,衍生出适用于多种类器官构建的培养条件。目前,WENR方案已在胃、小肠、结肠、胰腺及肝脏等多种类器官的培养中得到了广泛应用。
WENR“四大护法”解析
1. Wnt-3a:细胞增殖的“发动机”
Wnt-3a作为经典Wnt信号通路的激活剂,通过稳定β-catenin蛋白,启动下游靶基因(如c-Myc、CyclinD1),在细胞的发育、增殖及分化过程中发挥重要作用。研究表明,不同来源的成体干细胞衍生的类器官在诸多关键环节,都依赖于Wnt信号通路的激活。比如,在小鼠结肠类器官的建立过程中,外源性Wnt-3a的添加对增殖至关重要。
2. EGF:细胞增殖的“加速器”
表皮生长因子(EGF)通过与其受体结合,激活MAPK/ERK信号通路,进而促进细胞的增殖与存活。EGF在上皮细胞的增殖、血管生成及分化等过程中扮演着重要角色,广泛应用于如胃肠道、肝脏等类器官的培养。虽然EGF并不是类器官形成的必需因子,但提高EGF的浓度能够显著增加类器官体积。
3. Noggin:抑制分化的“守门员”
Noggin作为一种骨形态发生蛋白(BMP)的内源性抑制剂,通过阻断BMP与其受体的结合,促进干细胞的增殖,进而为类器官的形成提供充足的细胞。Noggin不仅能够维持干细胞的干性,还在类器官的生长与分化过程中发挥精细调控作用。
4. R-Spondins:Wnt信号的“放大器”
R-Spondin通过与Frizzled和LRP5/6受体结合,增强Wnt信号的表达,从而促进干细胞的增殖与类器官的结构形成。研究显示,没有R-spondin的情况下,类器官在4-5天后会停止生长。
WENR方案的实战技巧
在实际应用中,需要严格控制Wnt-3a的浓度以避免过度激活引起类器官结构的紊乱。同时,R-spondin的使用需与Wnt-3a协同作用,以提高效果。EGF作为重要的细胞因子,建议在无血清培养基中使用,并定期更换以防止诱导异常分化。值得注意的是,不同类型的类器官可能需在传代过程中调整Wnt-3a和R-spondin的浓度。
无论您是资深科研人员还是刚刚踏入这一领域,掌握WENR方案将为您的类器官研究提供强有力的支持。选择尊龙凯时提供的优质细胞因子,将助力您的实验实现更高效的成果!