[发明专利]一种动物肺芽类器官培养基及培养方法

说明书

本发明提供一种动物肺芽类器官培养基及培养方法，该培养基包括基础培养基SAGM、无菌水和功能组分，所述功能组分在该类器官培养基中的终浓度组成包括：B27，0.5‑2X；HGF，10‑50ng/ml；BMP7，2‑20ng/ml；EGF，20‑200ng/ml；KGF，2‑20ng/ml；FGF4，100‑400ng/ml；SB216763，1‑20μM；tretinoin，10‑100nM；Wnt‑3A，20‑200ng/ml；Prostaglandin E2，0.1‑1μM；Insulin‑Transferrin‑Se，0.5‑2X；HEPES，5‑20mM；青霉素，100U/ml；链霉素，0.1mg/ml。本发明的培养基有利于肺芽类器官生长与功能的维持，能够培养包括来源于小鼠、大鼠的肺组织。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及培养基及其应用，更具体涉及一种动物肺芽类器官培养基及培养方法。

背景技术

肺是生物体的呼吸器官，实现机体与外界环境之间的气体交换，以维持生命体的生命活动。肺芽是胚胎期肺的原始结构。在胚胎期喉气管憩室末端膨大发育为左右肺的萌芽组织。肺芽在胚胎发育时期由原肠发育形成，初期是索条状组织，在多种因子多个通路调控下，早期肺芽逐渐演变成管状，不断分支，形成肺支气管树和肺泡。

肺芽类器官具有正在发育的气道支气管和肺泡的细胞类型和分支结构，具有体外多谱系分化潜能，能够在体外重现动物体肺功能。研究肺芽类器官的结构与功能有助于我们了解呼吸道病毒感染的发病机制，从而为疾病的预防、控制和诊疗奠定坚实的基础。肺组织因为其特殊的结构，在以往经典的体外培养模型中培养成功率低，原有结构、功能破坏或者丧失。

类器官(Organoids)是衍生于干细胞或前体细胞的器官特异性细胞集合。体外培养的类器官在细胞成分和组织架构上与对应器官高度相似，并具备相应的功能学特征。与常规细胞培养在二维环境中培养单一细胞类群不同，类器官培养是在三维环境中培养出特定组织器官包含的多种细胞类群，其培养体系与体内微环境更为相似，具有在体外培养环境下构建人体器官疾病模型的潜力，目前已被公认为生物研究的重要工具，并在各种器官生理病理的基础研究、精准医疗、药物筛选和开发、再生医学等方面，显示出巨大的应用前景。

现有技术中对于肺组织细胞的培养主要是单层细胞二维(2D)环境下的培养，在二维培养过程中肺组织细胞难以或不能充分的模拟体内肺组织的立体环境及多种类型细胞间的相互作用，使得培养的肺组织细胞和活体的肺组织细胞有所差异，不利于研究的进行。而在3D培养中，缺少必要的适宜的培养基的情况下，肺组织细胞的培养分化同样不利，难以充分模拟出体内的肺组织结构的生理特性。虽然多种不同的培养条件可在体外培养多能干细胞或胚胎干细胞来源的肺芽类器官，但目前暂无关于来源于成体干细胞的肺芽类器官培养方法的研究及报道，尤其是具体的试验流程、操作步骤、培养条件及培养基配方尚无太多报道。因此，有必要开发一种动物肺芽类器官通用的培养基，既能满足二维环境下的培养，又能满足三维环境下的培养。

发明内容

有鉴于此，有必要针对现有技术存在的问题，提供一种动物肺芽类器官培养基及培养方法，该培养基适用于小鼠、大鼠肺组织类器官的二维或三维培养。在肺芽类器官培养过程，采用不同培养条件人为分化诱导，能够模拟体内肺部发育的部分过程，最终形成由Ⅰ型肺泡细胞和Ⅱ型肺泡细胞共同组成的囊泡状结构。是发育生物学和呼吸系统疾病研究的理想模型。

本发明的技术方案为：