小鼠膽管類器官的體外構建：核心生長因子與信號通路的精密調控

更新時間：2025-11-18

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小鼠膽管類器官是一種在體外三維培養體系中，由膽管上皮細胞或干細胞衍生、自我組織形成的微型結構。該模型能模擬膽管的上皮屏障功能、分泌特性及對損傷的應答，其成功構建與長期培養高度依賴于一套精確的細胞因子組合。

第一部分：關鍵生長因子的核心作用

膽管類器官的體外構建依賴于幾種關鍵生長因子的協同作用，這些因子為細胞的增殖與形態發生提供了基礎信號支持。

表皮生長因子（EGF）

表皮生長因子是一種高效的有絲分裂原，在膽管類器官培養中提供基礎的增殖信號。EGF通過與其受體結合，激活下游的MAPK和PI3K-Akt等信號通路，直接促進膽管上皮細胞的持續分裂與擴增。這種廣泛的促增殖作用為類器官的初始形成和后續傳代擴增提供了必要的生長動力。

成纖維細胞生長因子（FGF）

成纖維細胞生長因子家族成員（特別是FGF10）是驅動膽管類器官形態構建的關鍵因子。FGF信號在膽管系統的胚胎發育中起著核心作用，在體外培養中同樣指導著類器官的管腔形成和出芽生長。它通過調控細胞的極性建立和定向遷移，促進復雜的三維管網狀結構的生成，這對于構建功能性的膽管模型至關重要。

第二部分：核心信號通路的精密調控

除了直接的生長因子，幾條核心信號通路的精確平衡對膽管類器官的特異性分化與功能維持起著決定性作用。

Wnt/β-catenin信號通路

Wnt信號通路是啟動膽管類器官形成的首要開關。適度的Wnt信號激活（通常由Wnt3a配體介導）能夠誘導膽管上皮細胞的去分化和增殖，促進類器官的初始形成。然而，該通路的活性需要被嚴格控制在特定水平，過度或持續的Wnt信號激活反而會抑制膽管特異性標志物的表達，干擾其正常的功能成熟。

TGF-β/BMP信號通路

轉化生長因子-β和骨形態發生蛋白信號通路在膽管類器官中構成一個精密的調控網絡。與小腸類器官需要強力抑制BMP不同，膽管類器官的培養需要適度保留特定的TGF-β/BMP信號活性。這些通路在誘導膽管特異性基因表達和建立細胞極性中發揮關鍵作用。然而，其濃度平衡至關重要，過強的信號會誘導上皮-間質轉化，導致類器官結構破壞和功能喪失。

第三部分：小鼠膽管類器官模型構建

小鼠膽管類器官培養基（擴增）的制備：將基礎培養基、細胞因子及各類添加物按既定比例混合，配制成培養基。

1、原代

（1）在超凈臺里快速剖開小鼠腹腔，取出肝組織，置于預冷PBS（加青霉素、鏈霉素、原代抗生素）中清洗。

（2）將清洗后的組織塊收集到1.5ml EP管中，使用無菌尖頭眼科手術剪將組織塊盡量剪碎(勻漿狀）。組織剪切程度與消化時間相關，剪切程度越高則消化時間越短，將剪碎后的組織轉移至15ml無菌離心管中。

（3）加10倍體積的組織消化液消化，37℃震蕩10-30min，消化過程中隨時觀察情況。當視野中觀察到有大量細胞漏出，且大部分細胞呈細胞團塊時，可終止消化（注：不要消化到單細胞狀態）。

（4）在確認消化完成的組織懸液中，加入胎牛血清（FBS）至終濃度達2-5%或終濃度為0.1%的BSA后吹打混勻。

（5）將組織與細胞懸液過70µm細胞濾網，將過濾后的細胞懸液1000rpm，離心5min，離心后去上清。

（6）若離心后沉淀中觀察到明顯的紅色沉淀（紅細胞），加入2ml紅細胞裂解液，吹打混勻后放置3min。加10ml PBS重懸終止裂紅， 1000rpm 離心5min后，棄上清。

（7）適量基礎培養基或PBS重懸沉淀。

（8）以合適的比例混合基質膠和細胞，24孔細胞培養板為例，每孔點膠25-30ul基質膠混合物進行鋪板（4℃下操作）。

（9）將鋪好的培養板放入37℃培養箱中20-30min成膠，添加適量小鼠膽管類器官培養基（擴增）進行培養。