使用奥林巴斯Provi CM20细胞培养监控系统监控培养基成分对人类iPS细胞衍生肝芽类器官生长和分化的影响
引言
类器官在发育生物学研究中用于了解器官发生，在药物发现研究中用于阐明疾病的致病机制并找到有效的治疗方法。 优化培养条件，例如生长因子和小分子化合物，是成功培养类器官的关键。 目前，最佳培养条件是通过反复试验和纠错获得的，仔细观察在每种条件下培养的细胞的行为和形态变化是很重要的。 在本应用说明中，我们展示了奥林巴斯Provi CM20如何提供定性结果，这些结果对于建立肝脏类器官的最佳培养条件至关重要。
实验大纲
从人类iPS细胞衍生的肝脏类器官的创造在各种环境中均展现出潜在价值（Koido M et al., Nature Medicine 2020 (PMID: 32895570), Takebe T et al., Nature 2013 (PMID: 23823721)）。 本试验中，在三维培养系统中，从人类iPS细胞中分化出肝芽类器官。 测试了五种不同的条件，在每种条件中，对培养基成分进行了修改以改变肝芽分化的后期阶段（此处称为A、B、C、D和E）。 分析类器官的分化和形态，以确定不同化合物的作用，并找到最佳培养条件。 使用CM20细胞培养监控系统获取放置在24孔板中约2周的3D培养类器官的信息（图1）。
图1. 试验条件概述
结果
在已建立的条件A下，观察到球形类器官形成，并逐渐发育为自组织结构。 在条件B和C中，观察到形成了与A中形态类似的类器官。 另一方面，应用条件D和E导致类器官的直径增大和数量增加（图2）。 使用CM20系统获得的时间数据还表明，在条件D和E下观察到的管腔扩张发生在化合物添加后约4-5天（图3）。
图2. 观察在多孔板中生长的人肝芽类器官，并将其暴露于影响其分化和生长的五种不同小分子化合物中
图3. 化合物添加对人肝芽类器官形态的影响
结论
最后，我们发现，通过使用CM20监控系统，可以随着时间的推移监控在多孔板中培养的三维类器官的状态，并且可以对各种条件进行比较观察。
来自 Takebe博士和Yoneyama的评论
Takanori Takebe博士 （左）， Yosuke Yoneyama博士（右），东京医科齿科大学研究所。
虽然对分子标记表达的分析在评估类器官分化效率方面很重要，但类器官的形态变化也可以作为评估其质量和未来结果的有效指标。 在CM20系统中，会一直监控类器官的状态，因此我们不会错过出现形态变化的时刻。
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