[发明专利]悬浮培养脑类器官的培养基及其应用

说明书

本发明属于生物领域，尤其涉及一种悬浮培养脑类器官的培养基及其应用。所述培养基包括第一阶段培养基、第二阶段培养基、第三阶段培养基和第四阶段培养基；所述培养基包括NEAA 1％‑2％、Glumax1％‑2％、Mercaptoethanol80‑120nM；所述第一阶段培养基、第二阶段培养基、第三阶段培养基包括聚乙烯醇。本发明利用该培养基成功的从脑类器官中分离到间充质干细胞，前期多能干细胞采用悬浮培养的方法，对细胞损害小，产量高，后期的细胞培养基中开创性的添加聚乙烯醇，使整个体系稳定高效的产生类器官；得到的间充质干细胞具有制备神经修复领域药物的应用，尤其是在制备治疗阿尔茨海默症药物中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于生物领域，尤其涉及一种悬浮培养脑类器官的培养基及其应用。

技术背景

类器官(Organoids)是一种在体外环境下培育而成的具备三维结构的微器官，拥有类似真实器官的复杂结构，并能部分模拟来源组织或器官的生理功能。借助类器官，研究人员可深入观察人体组织的变化，更好地理解发育过程，并可用于再生医学以及药物的疗效筛选。因此，类器官研究具有广阔的发展前景。

在特定的培养条件下，类器官是健康的，能够发育足够长的时间，产生广泛的细胞类型，通常发现在人类大脑皮层。这些进展意味着，脑类器官现在可以作为可行的实验系统，直接研究病人组织中的疾病，并比较不同的药物对人类脑组织的影响。

脑类器官可以形成多种大脑区域。它们表现出功能性和能够电激发的神经元。它们类似于基因表达水平的人类皮质发育。

神经(前体)细胞移植是治疗神经退行性疾病的重要手段。神经(前体)细胞主要来源是流产胎儿，美国已经开展多个相关临床研究，进入临床2期，有治疗效果，由于伦理的原因，终止了临床试验。人多能干细胞(ES，iPSCs)体外诱导分化成为新的获取移植细胞的方法。神经细胞具有高度复杂的3D结构，二维平面培养不能获取功能最佳的细胞。2012年美国Lacaster利用人多能干细胞培养出具有典型人脑组织结构和大部分组成细胞类型(缺血管系统和少突胶质细胞)的脑类器官，为研究人脑发育提供了绕过伦理的解决方案。

间充质干细胞是干细胞的一个研究分支，干细胞是一类具有自我复制和多向分化能力的细胞，它们可以不断地自我更新，并在特定条件下转变为一种或多种构成人体组织或器官的细胞。干细胞是机体的起源细胞，是形成人体各种组织器官的始祖细胞。

然而如何选择脑类器官培养基的成分，各个成分的比例如何设置还是本领域技术人员亟需攻克的难题。

发明内容

本发明发现了一种悬浮培养脑类器官的培养基，通过使用该培养基可以从端脑类器官里分离纯化到一群间充质干细胞，该间充质干细胞具有用于神经修复领域的潜能。

具体的，本发明的技术方案如下：

一种悬浮培养脑类器官的培养基，所述培养基包括第一阶段培养基、第二阶段培养基、第三阶段培养基和第四阶段培养基；

所述培养基包括NEAA 1％-2％、Glumax1％-2％、Mercaptoethanol80-120 nM；

所述第一阶段培养基包括：

GMEM基础培养基、KOSR12-18％、Dorsomorphin0.8-1.5μM、A83-010.8-1.2μM和聚乙烯醇0.5-1.5％；

所述第二阶段培养基包括：GMEM基础培养基、N2 1％-2％、SB-4315420.8-1.2μM、CHIR-99021 0.8-1.2μM、聚乙烯醇0.8-1.5％；

所述第三阶段培养基包括：MEM基础培养基、N2 1％-2％、SB-4315420.8-1.2μM、CHIR-99021 0.8-1.2μM、Martigel 0.8-1.5％、聚乙烯醇0.8-1.5％；