類器官培養(yǎng)批次差異是當(dāng)前類器官研究領(lǐng)域面臨的重要挑戰(zhàn)之一。以下將從不同方面探討類器官培養(yǎng)批次差異的系統(tǒng)性解決方案。

一、選擇合適的基質(zhì)材料

  合成基質(zhì)膠：傳統(tǒng)的基質(zhì)膠存在批次間差異，影響實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。為克服這一問題，研究者們設(shè)計(jì)了合成基質(zhì)膠。合成基質(zhì)膠可以根據(jù)需要進(jìn)行定制，成分明確，具有高度可調(diào)的物理和化學(xué)特性。例如，以 Pluronic F-127（PF-127）為基礎(chǔ)的新型平臺(tái)，通過觸發(fā)高度均勻的球體組裝機(jī)制，成功生成了皮質(zhì)、腎單位、肝臟和肺類器官，與之前的方法相比，提高了重現(xiàn)性，同時(shí)降低了 80%-95% 的成本。

   水凝膠材料：各種天然和合成基水凝膠已廣泛用于各種細(xì)胞的 3D 培養(yǎng)。多數(shù)類器官的形成和培養(yǎng)依賴復(fù)雜的動(dòng)物來源細(xì)胞外基質(zhì)，如 Matrigel，該類基質(zhì)的腫瘤源性和批次差異性影響了類器官培養(yǎng)的重現(xiàn)性。相比之下，水凝膠材料成分明確，具有高度可調(diào)的物理和化學(xué)特性。例如，有研究概述了類器官的形成與培養(yǎng)現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了各種已用于類器官研究的水凝膠材料及其設(shè)計(jì)與工程化策略，討論了功能化水凝膠材料在類器官基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化應(yīng)用方面的潛力。

二、優(yōu)化培養(yǎng)方法

  改進(jìn)傳代方法：對(duì)于乳腺癌類器官培養(yǎng)，采用不同離心速度對(duì)比類器官傳代方法優(yōu)劣，簡化傳代步驟。優(yōu)化類器官培養(yǎng)基成分（不添加 FGF7 和 FGF10，添加低濃度 EGF），并提高離心轉(zhuǎn)速至 900×g，可得到更經(jīng)濟(jì)、有效、快速的類器官培養(yǎng)傳代方法。此外，建立原代 CAFs 與類器官共培養(yǎng)體系，可進(jìn)一步提高類器官體外生長速度，增加類器官形態(tài)的異質(zhì)性。

  2.5D 器官 oid 培養(yǎng)：對(duì)于人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（hiPSCs）來源的肺芽類器官培養(yǎng)，建立了 2.5D 器官 oid 培養(yǎng)方法，以替代傳統(tǒng)的 3D 培養(yǎng)，能夠直接通過顯微鏡監(jiān)測內(nèi)部結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞匯合度和誘導(dǎo)前的分布是兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，強(qiáng)烈影響 hiPSC 分化軌跡。成功的肺芽類器官形成需要適度的細(xì)胞匯合度和均勻分布，而高匯合度則是促進(jìn) hiPSCs 成團(tuán)接種時(shí)肺器官 oid 形成的重要因素。

三、引入新技術(shù)

   微流控芯片技術(shù)：傳統(tǒng)的類器官培養(yǎng)體系依賴于手動(dòng)操作，培養(yǎng)流程較為繁瑣，且培養(yǎng)物個(gè)體差異和批次差異較大。工程化類器官培養(yǎng)體系通過引入微流控芯片技術(shù)來提升類器官培養(yǎng)體系的通量和自動(dòng)化程度，對(duì)于實(shí)現(xiàn)類器官大規(guī)模、均質(zhì)化、標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)具有重要意義。有研究綜述了高通量自動(dòng)化類器官芯片的研究進(jìn)展，并探討了類器官培養(yǎng)通量和標(biāo)準(zhǔn)化的主要限制性因素和潛在挑戰(zhàn)。

   解決類器官培養(yǎng)批次差異問題需要從選擇合適的基質(zhì)材料、優(yōu)化培養(yǎng)方法和引入新技術(shù)等多個(gè)方面入手，以提高類器官培養(yǎng)的重現(xiàn)性和可靠性，為類器官研究和應(yīng)用提供更好的技術(shù)支持。

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