纪录片《探寻生命的秘密:类器官》来了!专业知识解析,就在这里!

2023-09-27 20:17:38, 景辉 丹纳赫生命科学



生命,这个宇宙中最复杂、最神秘的现象,一直是人类探索的终极目标。从达尔文的进化论到DNA的双螺旋结构的发现,每一次科学的飞跃都为我们揭示了生命的一角。21世纪,类器官的研究无疑成为了生命科学领域的一颗璀璨新星。它模拟真实器官的结构和功能,为我们提供了一个全新的视角去理解生命的本质。从单个细胞到复杂的生物体,生命的每一个环节都充满了奥秘。类器官是我们解锁这些奥秘的钥匙。


为了更深入地探索这个领域,我们倾力打造了《探寻生命的秘密:类器官》纪录片。这不仅是一部纪录片,更是科研者们的汗水与智慧的结晶。每一个实验,每一个突破,都在告诉我们生命的可能性。现在,让我们一起跟随纪录片的步伐,探索这片充满未知的领域。

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随着纪录片的呈现,我们已深入探讨了类器官研究的尖端领域,揭示了生物工程与细胞生物学的交叉应用。视频的内容都基于严谨的实验设计、技术应用和数据分析。为了进一步深化对这些内容的理解,我们将详细解析纪录片中所涉及的技术细节和科学原理。


1.

类器官培养之前需要先对细胞活性进行鉴定



在开始培养前,培养细胞的活性是相当重要的,这将影响到类器官的功能和结构的形成。在本次的视频中,实验员采用的方式是台盼蓝染色的方法。台盼蓝是一种不能穿透健康细胞膜的染料,因此当细胞与台盼蓝混合时,健康的活细胞不会被染色,而死亡或受损的细胞会被染成蓝色,因为它们的细胞膜是通透的,允许染料进入。通过台盼蓝染色法测定的细胞活性主要是指细胞的存活率。尤其对于患者来源类器官模型构建,往往来源样本量低细胞存活率不高,为了保证后续实验的成功率,样本存活率的测定非常重要。至于存活率应该达到什么水平可以进行类器官培养实验,视频中实验员认为是60%以上。来自另一个可以参考的数据,根据《肿瘤类器官诊治平台的质量控制标准中国专家共识》(2022版),对于组织细胞评估,消化后得到的细胞数应不少于104,细胞活力通过细胞自动计数仪检测且应在90%以上。诚然这个参数主要取决于细胞的类型、培养的方法等方面,因此实践过程中还需要实验室根据自身实际实验方案制定相关的标准。


2.

基质胶的移液(铺胶)操作注意事项



类器官铺胶操作示意图


在本次视频中,实验员展示并讲解了操作的手法。在此我们再补充一些实验关键细节与注意事项:

(1) 基质胶的预冷:为了避免基质胶在移液的过程中产生凝固,我们要让基质胶处于4℃的环境或冰上储存。

(2) 缓慢连贯的移液:当从容器中吸取或排放基质胶时,动作要缓慢且连续。避免快速移液,因为这可能导致气泡的形成。

(3) 避免触碰容器的边缘:当移液时,尽量避免让移液枪头直接触碰到容器的边缘或底部,因为这可能导致基质胶的凝固或形成气泡。

(4) 温度控制:一旦基质胶被移液到目标容器中,可以将容器转移到37°C的培养箱中,以促使基质胶快速凝固。确保在这之前已经完成了所有的操作,因为一旦基质胶开始凝固,就很难进行进一步的操作。

(5)避免干燥:在基质胶凝固之前,确保培养板或培养皿的盖子紧密封闭,以防止基质胶干燥。


3.

类器官培养过程为什么需要进行定期的观察?



通常来说,类器官培养第2天开始就可以在倒置显微镜下进行观察。不同类型的类器官生长的情况会有差异,例如乳腺类器官在培养3-4天后可以形成直径50μm以上的球体。我们需要关注类器官的生长状态,确保其生长情况良好。另一方面对于大规模类器官应用,比如药敏药筛试验,还需要关注类器官的大小、形态、数量以确保孔内与孔间的类器官具有较好的均一性。


4.

为什么需要进行类器官的病理学鉴定?



视频中,培养阶段的最后一步进行了类器官在病理学方面的鉴定。这个实验其实涉及到两方面的知识。


首先,对于患者来源的类器官,确保类器官与来源组织具有相似的结构特征,才能够确保后续实验的结果能够与来源组织的药物反应具有较高的重现性。因此根据《肿瘤类器官诊治平台的质量控制标准中国专家共识》(2022版),需要利用病理、免疫组化、基因测序等方法从形态学、组织病理学及分子遗传学等多维度进行鉴定。


除此以外,实验员提到了遵循IC50实验原则进行类器官的药敏试验,即需要保证实验有较高的准确性和生物学重复性。对于具有三维结构及高度异质性的类器官模型来说,相比传统的二维培养细胞,仅通过酶标仪测量细胞活性或死亡的定量数据显然是不够灵敏或准确的:(1)类器官可能包含多种细胞类型,每种细胞对药物的响应可能都不同。酶标仪通常用于测量整体的细胞活性或死亡,但可能无法区分不同细胞类型的响应。而病理学和免疫组化可以在单细胞水平上评估特定细胞种群的响应;(2)类器官的三维结构可能影响药物的渗透和分布。酶标仪测量的是整体的响应,可能无法反映这种空间异质性。而病理学可以提供关于细胞在三维结构中的位置和状态的信息。因此在药敏试验中,利用病理和免疫组化的方式进行更多维度的测量与评估,是一个能够明显提高实验结果准确性的策略。


丹纳赫生命科学提供类器官研究解决方案,助力类器官培养与分析。



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视频的后半部,通过丹纳赫生命科学的类器官解决方案相关工具,我们进一步认识了解到前沿科技在类器官培养与分析方面如何提高效率和准确性,从而实现从细胞收集,到类器官培养与鉴定,以及科研分析应用的全流程技术支持。



随着研究的不断深入,类器官领域仍有无数的未知等待我们去探索。希望此纪录片与专业知识解析能为研究与应用的专家学者提供帮助和启发,激发更多创新。




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