建立一种体外长期培养的人类胎儿肾脏类器官（hFKOs）模型

建立一种体外长期培养的人类胎儿肾脏类器官（hFKOs）模型，用于模拟人类早期肾脏发育和疾病，解决现有诱导多能干细胞（iPSC）来源肾脏类器官（iPSC-KOs）成熟度不足、异质性高的问题。

 

 

---

✅ 一、伦理与样本获取

• 伦理批准：研究遵循《赫尔辛基宣言》，经Shamir医学中心与Sheba医学中心伦理委员会批准（编号：0132-18-ASF）。

• 样本来源：15–20周人工流产胎儿肾脏组织，经患者书面知情同意。

---

✅ 二、组织处理与单细胞悬液制备

1. 组织清洗与称重

• 用PBS彻底冲洗胎儿肾脏组织。

• 称量组织重量，记录。

2. 机械切割

• 将组织剪成约1 mm³小块，置于无菌培养皿中。

3. 酶消化

• 酶液：0.1% Collagenase IV（Worthington Biochemical）溶于IMDM培养基。

• 条件：37°C，持续震荡消化25–50分钟（视组织量调整）。

• 终止：加入含10% FBS的DMEM/F12终止消化。

4. 过滤与离心

• 用100 μm细胞筛过滤，收集单细胞悬液。

• 400 g离心5分钟，弃上清。

5. 红细胞裂解

• 加入1× RBC裂解液（BioLegend），室温避光孵育12分钟，期间轻摇。

• 加PBS稀释，400 g离心5分钟，弃上清。

6. 细胞计数与冻存（可选）

• 用台盼蓝计数活细胞。

• 可冻存于液氮（NutriFreez D10冻存液）备用。

  

✅ 三、hFKOs构建与培养

1. 基质胶准备

• 基质：Cultrex BME（R&D Systems），4°C解冻，保持液态。

• 细胞密度：1000 cells/μL（每50 μL BME含5×10⁴细胞）。

2. 接种

• 将细胞-BME混合液滴加于24孔板（50 μL/孔）。

• 固化：37°C孵育10–15分钟至BME凝固。

3. 培养基添加

• 培养基：hNPSR（人肾单位祖细胞维持培养基），组成如下：

 

 

• 初始培养：每孔加250 μL hNPSR，含ROCK抑制剂（前3–5天）。

• 换液频率：每2–3天换液一次。

  

✅ 四、传代与长期培养

1. 传代时机

• 每2–3周传代一次，或当类器官充满视野时。

2. 消化与传代

• 机械消化：用PBS冲洗后，加500 μL冰DMEM/F12，用BSA处理的1000 μL枪头吹打至类器官碎裂。

• 收集：将悬液转移至15 mL管，冰浴40分钟（使BME溶解）。

• 离心：4°C，400 g，5分钟，弃上清。

• 重悬：用新鲜BME重悬细胞（1:2传代比例），重复接种步骤。

---

✅ 五、冻存与复苏

1. 冻存

• 消化后类器官重悬于NutriFreez D10冻存液。

• 程序降温盒-80°C过夜，次日转入液氮。

2. 复苏

• 37°C水浴快速解冻。

• 用BME重悬，按常规方法接种。

---

✅ 六、功能验证与下游实验

1. 形态观察

• 明场显微镜监测类器官形态（卷曲/囊性）。

• 免疫荧光检测标志物（如NCAM1、PAX2、LTL、SYNPO等）。

2. 功能测试

• Forskolin刺激实验：25 μM forskolin处理，观察类器官肿胀反应（提示CFTR功能）。

3. 单细胞测序

• 用Dispase+TrypLE消化至单细胞，进行10x Genomics单细胞RNA测序。

  

✅ 七、关键试剂与耗材清单

 

 

✅ 流程图总结

 

Kirkstall Quasi Vivo®类器官串联3D仿生共培养系统

01

仪器设备的功能用途

 

又称为微流体“芯片上器官”系统，具有相互连接的细胞培养单元，为类器官生长提供更具生理相关性的体内微环境。

通过提供一种近生理的体外模型，模拟细胞微环境，具有更完整的结构和功能，解决动物与人类之间的种属差异，且可在体外模拟多种器官特异性疾病状态，反映药物在体内的动态变化规律和人体器官对药物刺激的真实响应，捕捉复杂的生理学反应，并满足高通量的要求。它是一个多室流动系统，为类器官培养提供了一个紧凑、易于使用的解决方案，包括3D、屏障，或多器官。在疾病模型，药物筛选和毒性测试，再生医学和组织工程，发育生物学研究，感染与免疫研究，个性化医学，癌症研究等领域被广泛应用。

兼容多种细胞来源，包括原代细胞、诱导多能干细胞（iPSC）、类器官和细胞系等，也可以引入健康细胞、患病细胞、肿瘤细胞。

02

性能特点

 

Quasi Vivo® 作为一种先进的仿生多功能类器官串联培养系统，专门设计用于解决学术和工业研究人员在开展体外和体内研究时遇到的主要问题，具有下列性能优势：

1.功能延展性强

可选择气液界面、液液界面、支架和流动方案的多样化培养方式；

允许独立、可控的空气、气体或液体层流流向顶端和基底外侧；

满足多器官/多细胞串联共培养，细胞间的信号传递等实验要求。加速类器官细胞分化和成熟，提高细胞活力，适合长期培养。

2.成像友好

配备了光学窗口在顶部或底部表面，便于理想的实时高分辨率成像。

3.易于获取样本

直接收集样本和获取组织或液体样本。

4.模拟生物力学和浓度梯度

   严格控制多个变量，可以模拟生理特征，如血液循环，组织间液流动态等，为细胞提供生物力学信号；可以实现免疫细胞共培养以及血管化等复杂疾病模型构建；用于研究多种生理过程，如细胞迁移、分化、免疫反应以及癌症的转移等。

5.便携和易于操作

紧凑型模块化腔室结构，具有更高人体生理相关性；

占地面积小，节省空间，可兼容标准实验室的孵化器。

产品用户概况

全球使用Kirkstall Quasi Vivo® 动态多功能仿生类器官串联培养系统的学术及研究机构已超过100+个，遍布美国、英国、法国、瑞典、奥地利、意大利、荷兰、瑞士、日本等。目前该系统被成功用于下列三维细胞类器官培养：

 

请联系我们，了解更多产品详情！