结肠类器官培养体系的构建研究进展

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2023.17.002

实用医学杂志 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (17): 2159-2163.doi: 10.3969/j.issn.1006-5725.2023.17.002

结肠类器官培养体系的构建研究进展

陈嘉琪¹,史秀丽¹,黄雪云²,吴娜²()

^1.江西中医药大学（南昌 330004 ）
^2.江西中医药大学附属医院（南昌 330006 ）

收稿日期:2023-03-21 出版日期:2023-09-10 发布日期:2023-09-27
通讯作者: 吴娜 E-mail:wuna0791@163.com
作者简介:吴娜，医学博士，博士后。江西中医药大学附属医院消化一科，主治中医师，副教授、硕士研究生导师；江西省（第四批）中医药骨干人才。主要研究方向：中医药防治炎症性肠病。现主持国家自然科学基金1项、江西省自然科学基金1项、江西省中管局重点项目1项，主持及参与其他国家级及省级课题5项。发表相关论文10余篇，参与编撰相关论著4部。
基金资助:
国家自然科学基金项目(82160903);江西省自然科学基金青年基金项目(20212BAB216060);江西省中医药中青年骨干人才（第四批）培养计划(赣中医药科教字［2022］7号);江西省中医药管理局科技计划重点项目(2022Z005)

Construction and preliminary investigation of a colonic organoid culture system

Jiaqi CHEN¹,Xiuli SHI¹,Xueyun HUANG²,Na. WU²()

Jiangxi University of Chinese Medicine，Nanchang 330004，China

Received:2023-03-21 Online:2023-09-10 Published:2023-09-27
Contact: Na. WU E-mail:wuna0791@163.com

摘要/Abstract

摘要：

结肠类器官是由多能干细胞或肠道干细胞体外培养而来，该类器官能够有效地模拟结肠组织的形态及生理功能，为多种结肠疾病的研究提供了有效的体外模型。本文围绕结肠类器官培养体系的构建及初探进行评述，旨在为结肠类器官相关科研工作者提供参考。

关键词: 结肠类器官, 类器官培养, 3D培养, 培养体系

Abstract:

Colonic organoids are cultured in vitro from pluripotent stem cells or intestinal stem cells， which can effectively mimic the morphology and physiological functions of colon tissue， providing an effective in vitro model for the study of various colon diseases. This paper reviews the construction and initial investigation of the culture system of colonic organoids， aiming to provide a reference for researchers related to colonic organoids.

Key words: colonic organoids, organoid cultures, 3D cultures, culture systems

中图分类号:

R574

陈嘉琪,史秀丽,黄雪云,吴娜. 结肠类器官培养体系的构建研究进展[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(17): 2159-2163.

Jiaqi CHEN,Xiuli SHI,Xueyun HUANG,Na. WU. Construction and preliminary investigation of a colonic organoid culture system[J]. The Journal of Practical Medicine, 2023, 39(17): 2159-2163.

图/表 1

参考文献 43

1	KOBAYASHI T， SIEGMUND B， LE BERRE C，et al. Ulcerative colitis［J］. Nat Rev Dis Primers， 2020，6（1）：74.
2	SATO T， VIRES R G， SNIPPERT H J，et al. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche［J］. Nature， 2009， 459（7244）： 262-265.
3	QU M， XIONG L，LYU Y，et al. Establishment of intestinal organoid cultures modeling injury-associated epithelial regeneration［J］. Cell Res， 2021，31（3）：259-271.
4	YI S A， ZHANG Y， RATHNAM C，et al. Bioengineering Approaches for the Advanced Organoid Research［J］. Adv Mater， 2021，33（45）：e2007949.
5	OJO B A， VANDUSSEN K L， ROSEN M J，et，al. The Promise of Patient-Derived Colon Organoids to Model Ulcerative Colitis［J］. Inflamm Bowel Dis， 2022，28（2）：299-308.
6	ALMEPDADI M， MANA M D， ROPER J， et al. Gut organoids： mini-tissues in culture to study intestinal physiology and disease［J］. Am J Physiol Cell Physiol， 2019，317（3）：C405-C419.
7	HIBIYA S， TSUCHIYA K， HAYASHI R， et al. Long-term Inflammation Transforms Intestinal Epithelial Cells of Colonic Organoids［J］. J Crohns Colitis， 2017，11（5）：621-630.
8	WATANABE S， KOBAYASHI S， OGASARAWA N， et al. Transplantation of intestinal organoids into a mouse model of colitis［J］. Nat Protoc， 2022，17（3）：649-671.
9	孙霞，詹丽杏. 肠道类器官的构建及应用［J］. 医学前沿， 2020， 26（3）： 251-256.
10	黄慧茜，毕锋，唐秋琳. 结肠类器官培养体系中的影响因素及其优化［J］. 实验技术与管理， 2022， 39（2）： 18-22.
11	HAHN S， M-O NAM， NOH J H，et al. Organoid-based epithelial to mesenchymal transition （OEMT） model： from an intestinal fibrosis perspective［J］. Nature， 2017， 7（1）： 1-11.
12	BARBÃCHANO A， FERNÃNDEZ-BARRAL A， BUSTAMANTE-MADRID P， et al. Organoids and Colorectal Cancer［J］. Cancers （Basel）， 2021，13（11）：2657.
13	LIU M， YU C， ZHANG Z， et al. Whole-genome sequencing reveals the genetic mechanisms of domestication in classical inbred mice［J］. Genome Biol， 2022，23（1）：203.
14	MEKADA K， YOSHIKI A. Substrains matter in phenotyping of C57BL/6 mice［J］. Exp Anim， 2021，70（2）：145-160.
15	ABDEL AZIZ N， BERKIKS I， MOSALA P， et，al. Environmental and microbial factors influence affective and cognitive behavior in C57BL/6 sub-strains［J］. Front Immunol， 2023，14：1139913.
16	KARDIA E， FRESE M， SMERTINA E， et al. Culture and differentiation of rabbit intestinal organoids and organoid-derived cell monolayers［J］. Sci Rep， 2021，11（1）：5401.
17	ZHAO D， FARNELL M B， KOGUT M H， et al. From crypts to enteroids： establishment and characterization of avian intestinal organoids［J］. Poult Sci， 2022，101（3）：101642.
18	DANIELSEN E M， DE HARO HERNANDO A， YASSIN M， et al. Short-term tissue permeability actions of dextran sulfate sodium studied in a colon organ culture system［J］. Tissue Barriers， 2020，8（2）：1728165.
19	SARVESTANI S K， SIGNS S， HU B， et al. Induced organoids derived from patients with ulcerative colitis recapitulate colitic reactivity［J］. Nat Commun， 2021，12（1）：262.
20	万光升，张新艳.小鼠小肠类器官体外培养体系的建立与应用［J］. 中国实验动物学报， 2017， 25（5）： 513-518.
21	HE G W， LIN L， DEMARTINO J， et al. Optimized human intestinal organoid model reveals interleukin-22-dependency of paneth cell formation［J］. Cell Stem Cell， 29（9）， 1333-1345.e6.
22	GOPALAKRISHNAN S， BAKKE I， HANSEN M D， et al. Comprehensive protocols for culturing and molecular biological analysis of IBD patient-derived colon epithelial organoids［J］. Front Immunol， 2023，14：1097383.
23	OOFT S N， WEEBER F， SCHIPPER L， et al. Prospective experimental treatment of colorectal cancer patients based on organoid drug responses［J］. ESMO Open， 2021，6（3）：100103.
24	WAN NEERVEN S M， RAMADAN R， VAN DRIEL M S， et al. Intestinal organoid co-culture protocol to study cell competition in vitro［J］. STAR Protoc， 2021，3（1）：101050.
25	LIU J， XIAO Q， XIAO J， et al. Wnt/β-catenin signalling： function， biological mechanisms， and therapeutic opportunities［J］. Signal Transduct Target Ther， 2022，7（1）：3.
26	RIM E Y， CLEVERS H， NUSSE R. The Wnt Pathway： From Signaling Mechanisms to Synthetic Modulators［J］. Annu Rev Biochem， 2022，91：571-598.
27	BEUMER J， PUSCHHOF J， YENGEI F Y， et al. BMP gradient along the intestinal villus axis controls zonated enterocyte and goblet cell states［J］. Cell Rep， 2022，38（9）：110438.
28	王修启，谢文文，周加义. 农业动物肠道类器官研究进展［J］. 饲料工业， 2022， 43（18）： 1-7.
29	FUJJI M， MATANO M， TOSHIMITSU K， et al. Human Intestinal Organoids Maintain Self-Renewal Capacity and Cellular Diversity in Niche-Inspired Culture Condition［J］. Cell Stem Cell， 2018，23（6）：787-793.
30	TSAI Y H， NATTIV R， DEDHIA P H， et al. In vitro patterning of pluripotent stem cell-derived intestine recapitulates in vivo human development［J］. Development， 2017，144（6）：1045-1055.
31	YIN X， FARIN H F， VAN ES J H， et al. Niche-independent high-purity cultures of Lgr5+ intestinal stem cells and their progeny［J］. Nat Methods， 2014，11（1）：106-112.
32	BEUMER J， PUSCHHOF J， BAUZ Ã -MARTINEZ J， et al. High-Resolution mRNA and Secretome Atlas of Human Enteroendocrine Cells［J］. Cell， 2020，181（6）： 1291-1306.
33	ÜNLÜSOY AKSU A， EĞRITAS GÜRKAN Ö， SARI S， et al. Mutant neurogenin-3 in a Turkish boy with congenital malabsorptive diarrhea［J］. Pediatr Int， 2016，58（5）：379-382.
34	王宁，曹博，邓欢，等. 基于基质胶体外构建结肠癌类器官的初步研究［J］. 解放军医学院学报，2021，42（12）：1304-1308.
35	KWAK A W， PARK J W， LEE S O， et al. Isolinderalactone sensitizes oxaliplatin-resistance colorectal cancer cells through JNK/p38 MAPK signaling pathways［J］. Phytomedicine， 2022，105：154383.
36	WU H， XIE S， MIAO J， et al. Lactobacillus reuteri maintains intestinal epithelial regeneration and repairs damaged intestinal mucosa［J］. Gut Microbes， 2020，11（4）：997-1014.
37	PETERSEN N， FRIMURER T M， TERNDRUP PEDERSEN M， et al. Inhibiting RHOA Signaling in Mice Increases Glucose Tolerance and Numbers of Enteroendocrine and Other Secretory Cells in the Intestine［J］. Gastroenterology， 2018，155（4）：1164-1176.
38	HAGEMAN J H， HEUNZ M C， KRETZSCHMAR K， et al. Intestinal Regeneration： Regulation by the Microenvironment［J］. Dev Cell， 2020，54（4）：435-446.
39	王雪，张佳琪. 肠道类器官模型检测方法研究进展与初探［J］. 中国细胞生物学学报， 2022， 44（2）： 326-331.
40	BEOOKS P， BRUEGGE T ZRU， BOYLE E C， et al. CD14 and ALPK1 Affect Expression of Tight Junction Components and Proinflammatory Mediators upon Bacterial Stimulation in a Colonic 3D Organoid Model［J］. Stem Cells Int， 2020，2020：4069354.
41	MŰNERA J O， SUNDARAM N， RANKIN S A， et al. Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Colonic Organoids via Transient Activation of BMP Signaling［J］. Cell Stem Cell，2017， 21（1）： 51-64.
42	ĎALDEDERT E， QUARANTA M， SĔBERT M， et al. Characterization of Human Colon Organoids From Inflammatory Bowel Disease Patients［J］. Front Cell Dev Biol， 2020，8：363.
43	LI B， LEE C， CADETE M， et al. Neonatal intestinal organoids as an ex vivo approach to study early intestinal epithelial disorders［J］. Pediatr Surg Int， 2019，35（1）：3-7.

作者	Wnt-3a	EGF	R-spondin1	Noggin	gastrin	烟酰胺	p38抑制剂	ALK4抑制剂	bFGF	B27	N2	青-链霉素溶液	HGF
HIBIYA等^［7］	○	○	○	○	-	-	-	-	-	-	-	-	○
HIROYUKI等^［12］	○	-	○	○	-	-	-	-	-	-	-	-	-
孙霞^［9］	○	○	○	○	○	○	○	○	-	-	-	-	-
ALMEQDADI等^［6］	○	○	○	○	○	○	○	○	○	-	-	-	-
SAMANEH等^［19］	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	-
SATO等^［8］	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	-

[1]	窦鑫,贺昌辉,梅笑,潘海迪,马源鑫,王伟. 基于“短链脂肪酸-肠屏障”途径探讨中药在腹泻型肠易激综合征中的干预研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(15): 2177-2182.
[2]	高飞,李景,李洪健. MAPK通过调控TLR4/Myd88/NF-κB通路对妊娠期肠梗阻胃肠功能的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(8): 1095-1100.
[3]	王芮,刘嫦钦,张萃,杨清露,杨娇兰,殷鹏云,李晓辉,孙永顺,刘占举,孙晓敏. 乌司奴单克隆抗体治疗克罗恩病的短期临床疗效及影响因素[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(7): 989-995.
[4]	花胤,王晓燕,王振,辛永宁,刘守胜. 孟德尔随机化研究溃疡性结肠炎与甲状腺功能减退发生风险的因果关系[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(6): 827-832.
[5]	易玉君,翟晓明,刘慧玲,陶金. 垂体肿瘤转化基因1通过调控肠上皮细胞焦亡在结肠炎症中的作用[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(5): 632-638.
[6]	何伟涛,申晓迪,王杨迪,杜金芳,李雪华,熊珊珊,李周雷,林少春. 基于术前磁共振小肠成像预测克罗恩病患者首次肠切除术后早期吻合口复发风险[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(5): 664-671.
[7]	凌鑫,钱佳萍,史冬涛,杨军,费培利. 西甲硅油治疗肠易激综合征患者对胃肠激素、肠道菌群及NLRP3炎性小体介导的炎性过程的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(2): 237-241.
[8]	李栋学,李德欢,孙弈鸣,胡光忠,黄清,刘家骥,江林. 小儿急诊肠套叠空气灌肠复位失败的预测模型构建及验证[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(18): 2349-2356.

结肠类器官培养体系的构建研究进展

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