类器官是由多能干细胞或成体组织干细胞在体外培养基质中形成的三维微小结构,能够模拟体内器官的某些特性,广泛应用于再生医学、疾病模型和药物筛选等领域。胃肠道类器官(Gastrointestinal Organoids,GIOs)是一种重要的研究工具,特别是在长时间体外培养成人体或动物的上皮细胞方面。为了维持胃肠道干细胞的自我更新能力,培养条件中必须包含干细胞利基的组成部分,如Wnt3a、R-spondin和Noggin。
L-WRN细胞系是通过基因工程改造的小鼠L细胞,能够分泌Wnt3a、R-spondin 3和Noggin。利用L-WRN细胞系生成的条件培养基(Conditioned Medium,CM)被广泛用于胃肠上皮干细胞的培养。L-WRN条件培养基通过增强Wnt信号通路,维持干细胞的增殖和未分化状态。研究表明,L-WRN条件培养基在多种哺乳动物(包括小鼠和人类)的胃肠上皮干细胞培养中具有显著效果。
然而,随着科学界对实验科学中严格性和可重复性的重视,发展最佳实践方法和质量控制程序以确保CM批次间的一致性和可靠性变得尤为重要。发表在Stem cell research期刊,题为L-WRN conditioned medium for gastrointestinal epithelial stem cell culture shows replicable batch-to-batch activity levels across multiple research teams的研究旨在评估由不同实验室生产的多批L-WRN条件培养基的活性水平变化,以确保这些培养基在干细胞培养中的一致性和可靠性。
图示描述:
1)首先,图1展示了L-WRN细胞的鉴定过程。研究人员通过种属验证和支原体检测PCR分析确认L-WRN细胞的来源和纯度。L-WRN细胞均为小鼠来源,并且没有支原体污染。通过显微镜观察,L-WRN细胞表现出典型的成纤维细胞形态,在解冻后的不同时间点,细胞形态逐渐恢复。
2)其次,图2展示了L-WRN条件培养基在冷藏存储后的活性保持情况。研究人员将L-WRN条件培养基分别在4°C存储0周、1周、2周和3周,并进行第二次冷冻-解冻循环处理。通过检测小鼠结肠类器官的生长和增殖情况,结果显示,存储0周、1周和2周的L-WRN条件培养基在维持类器官生长方面表现一致,而存储3周的培养基活性有所降低,但仍能支持类器官的生长。
3)然后,图3展示了多批次L-WRN条件培养基在维持类器官大小方面的一致性。研究人员从3个机构收集了14批L-WRN条件培养基,并在小鼠和人类结肠类器官中进行了培养实验。结果显示,除了技术错误批次外,其他批次的L-WRN条件培养基在维持类器官大小方面表现出高度一致性。
4)接着,图4展示了多批次L-WRN条件培养基在支持类器官生长方面的一致性。通过CellTiter-Glo细胞活力检测和乳酸脱氢酶(LDH)检测,研究人员发现,除了技术错误批次外,其他批次的L-WRN条件培养基在支持小鼠和人类结肠类器官的生长方面表现出高度一致性。
5)最后,图5展示了多批次L-WRN条件培养基在维持类器官干细胞标志物表达方面的一致性。通过qPCR检测,研究人员发现,除了技术错误批次外,其他批次的L-WRN条件培养基在维持干细胞标志物Lgr5和增殖细胞标志物MKi67的表达方面表现出高度一致性。
全文总结:
总的来说,本研究表明,当CM方案被正确执行时,L-WRN CM活性在实验室组间具有高度的可复制性。这使我们得出结论,L-WRN CM将使球形培养实验随着时间的推移和实验室组之间的忠实复制。
参考文献:VanDussen KL, Sonnek NM, Stappenbeck TS. L-WRN conditioned medium for gastrointestinal epithelial stem cell culture shows replicable batch-to-batch activity levels across multiple research teams. Stem Cell Res. 2019 May;37:101430. doi: 10.1016/j.scr.2019.101430. Epub 2019 Mar 27. PMID: 30933720; PMCID: PMC6579736.
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