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类器官培养与分化研究中的细胞因子

前言

生物学研究需要使用动物模型，但是在解决人类生物学和疾病机制中

难以解决一些特有的问题。随着人类类器官的出现，在体外重建人体

器官的结构和生理学机制，为研究人类疾病提供独特模型。通过人体

干细胞或患者活检样本产生类器官，能够模拟自然器官的微体系结构

和功能特征，以及模拟各种人体器官的发育、稳态和疾病，已被广泛

用于传染病、遗传疾病和癌症的研究及治疗药物的研发。

01、类器官简介

2009年，荷兰Hubrecht研究所的HansClevers等人使用来自小鼠

肠道的成体干细胞培育出首个肠道类器官，开创了类器官（Organoids）

研究的时代。此后，类器官领域研究成果不断，许多新型类器官和更

复杂的类器官不断涌现。

类器官是一种自组织的3D细胞组织，通常来源于干细胞（多能干细

胞、胚胎干细胞或成人干细胞），它能够模拟器官的关键功能、结构

和生物复杂性。组成类器官的细胞可以来源于诱导多能干细胞（iPSC）

或组织源性细胞（TDC），包括正常的干细胞/祖细胞、分化细胞和癌

细胞。

与传统的2D培养和动物模型相比，类器官培养在体外重现了体内组

织样结构和功能的同时，还具有患者特异性。此外，类器官培养比动

物模型更易于操作和进行深入的生物学研究。因此，类器官培养已被

广泛应用于功能组织诱导、疾病模型构建、药物发现和筛选、个性化

伴随诊断、细胞治疗、再生医学等领域。

2022年底，美国FDA通过的一项新法案（FDA现代化法案2.0）引起

了全球广泛关注。新法案取消了对于制药企业在进行人体临床试验之

前必须在动物身上进行安全性和有效性测试的要求。这是药物安全监

管中的一个重大改变，有观点认为，这一改变将为计算机建模以及器

官芯片、类器官等技术带来巨大机会。

02、用于类器官研究的细胞因子

干细胞想要分化成理想的类细胞，需要细胞因子的。不同类器官在培

养过程中所需的细胞因子是不同的。通过添加促进或抑制特定信号通

路的细胞因子，可以让干细胞分化成需要的类器官。

类器官相关细胞因子（源自：

/10.1038/s41580-020-0259-3）

✦义翘神州类器官相关细胞因子

义翘神州自主研发生产800多种细胞因子类产品，种类丰富，涵盖生

长因子、趋化因子、干扰素、白介素、淋巴因子等，具有高纯度、低

内毒素、高批间一致性等优点，可用于细胞诱导和胚胎干细胞的培养，

在类器官培养中必将“大显身手”。

胃上皮类器官相关细胞因子：EGF、FGF4、FGF10、RSPO1、BMP5、Gastrin、

Noggin、CDX2

肠道上皮类器官相关细胞因子：EGF、bFGF、FGF4、RSPO1、BMP4、IGF1、

Noggin、ActivinA

肝脏类器官相关细胞因子：EGF、bFGF、FGF10、RSPO1、BMP4、HGF、

Noggin、FGF19

肺类器官相关细胞因子：ActivinA、FGF4、FGF10、RSPO1、BMP4、

bFGF、VEGF、PDGF、Noggin、FGF7

脑类器官相关细胞因子：EGF、bFGF、FGF19、DKK1、BDNF、GDNF、SDF1、

Noggin

肾脏类器官相关细胞因子：ActivinA、bFGF、FGF9、BMP4、BMP7、

BMP2

心脏类器官相关细胞因子：bFGF、FGF4、FGF10、ActivinA、BMP4、

LIF

胰腺类器官相关细胞因子：EGF、bFGF、FGF10、RSPO1、ActivinA、

Noggin

前列腺类器官相关细胞因子：EGF、bFGF、FGF10、RSPO1、ActivinA、

Noggin

乳腺类器官相关细胞因子：EGF、bFGF、FGF10、RSPO1、FGF7、Prolactin、

Noggin

视网膜类器官相关细胞因子：Shh、FGF1、PAX6、BMP4、LHX2

血管类器官相关细胞因子：BMP4、bFGF、VEGF

海马体类器官相关细胞因子：DKK1、Noggin

内耳类器官相关细胞因子：BMP4、bFGF