「0元试用」人肺泡类器官扩增培养基即将上市！

肺泡是肺部进行呼吸的重要场所，完成与肺毛细血管中O₂和CO₂的气体交换。许多呼吸疾病始于肺泡组织的侵染，如病毒感染性肺炎、慢阻肺、肺纤维化等。肺泡虽然具有如此重要的作用，但我们对其了解还处于“懵懂”状态，主要原因就是缺乏合适的体外研究模型。动物模型或二维细胞难以模拟真实的肺泡生理特性。

类器官能够在结构和功能上模拟真实器官，因此构建肺泡类器官是探索人类肺生物学和病理学的独特平台，可用于肺发育机制、呼吸道病毒感染、疾病建模、药物筛选及临床前研究。根据美国FDA的要求，有望替代传统的、用于药物开发的动物模型。

 

义翘神州开发的StemVive^TM人肺泡类器官扩增培养基（货号：OMHOAVE）即将上市。

经肺泡类器官培养验证，培养基支持AT2类器官传代和长期扩增，精准重现体内肺泡细胞的关键特征和生理机能，类器官扩增培养过程不需要额外添加其他物质，操作简便、稳定。

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01 为何“独宠”AT2？

肺的尽头是肺泡？

肺支气管经过多次分支形成无数的细支气管，细支气管末端膨大呈囊状，在囊的四周有许多突出的小囊泡，这些就是肺泡。所以，肺泡是肺脏进行气体交换的基本功能单位，广泛分布于支气管的终末部分。

肺泡主要由Ⅰ型肺泡上皮（AT1）、Ⅱ型肺泡上皮（AT2）和微血管内皮细胞组成。AT1和AT2相互协作，共同保障肺部的正常呼吸功能。

AT1细胞（Alveolar epithelial type Ⅰ cell）扁平，胞质厚度约0.2μm（相当于头发丝直径的1/350），但却覆盖了肺泡表面积的95%-98%。AT1细胞是O2和CO2交换的主场所，参与构成气血屏障。AT1细胞易破裂，难分离，可由AT2细胞增殖分化获得。

AT2细胞（Alveolar epithelial type Ⅱ cell）呈立方形或圆形，散布于AT1细胞间，约占肺泡5%的表面积。胞质内有嗜锇性板层小体，电镜下呈同心圆或板层状排列。AT2细胞主要功能是分泌表面活性物质，维持肺泡表面张力，防止肺泡塌陷或过度膨胀。而且AT2细胞还是肺泡上皮中的祖细胞，具有较强的增殖和分化能力，在肺损伤时分化为AT1细胞，参与肺泡的修复和再生。

 

不同肺类器官模拟人体呼吸系统的细胞组分（源自文献：doi: 10.1177/20417314241232502）

肺类器官包括气道类器官、支气管肺泡类器官和肺泡类器官，分别模拟气道、支气管肺泡区域、肺泡的结构与细胞组成，源自成体干细胞或祖细胞，用于研究肺部发育、疾病机制、药物筛选等。

如上所述，AT2是具有增殖和分化能力的祖细胞，在肺泡受到损伤时能转化为AT1细胞。从细胞获得难易程度来看，AT1细胞易破裂难获得，AT2细胞可通过流式细胞分选技术或磁珠分选法获取。并且AT2细胞具有独特的细胞结构和生物标记物，是构建肺泡类器官的“不二之选”。

 

02 如何鉴定肺泡类器官？

通过StemVive^TM人肺泡类器官扩增培养基（货号：OMHOAVE），我们成功构建人肺泡类器官，并从以下几个方面进行鉴定：

1，形态学观察

肺泡类器官的形态和组织结构可以通过显微镜观察。在形态上肺泡类器官与体内肺泡结构相似，呈球形或半球形，具有空心状的单层上皮细胞特征以及串珠状连接的大泡双层。

 

A：空心状肺泡类器官；B-C：串珠状大泡

 

2，电镜观察

AT2细胞具有独特的嗜锇性板层小体结构，在电镜下呈同心圆或板层状排列。通过透射电镜（TEM）观察，我们发现肺泡类器官中具有同心圆板层小体结构。

A：肺泡类器官中具有AT2细胞的代表性细胞器板层小体；B：板层小体呈同心圆形状

 

3，亚细胞染色

对亚细胞进行染色，可以更易于在显微镜下观察类器官的结构和形态。比如LysoTracker染料是一种细胞通透性溶酶体标记物，可靶向和追踪活细胞中的酸性细胞器。CellMask对类器官的细胞膜进行染色，Hoechst对其细胞核染色，均能检测和分析类器官的活细胞状态。

 

A：亚细胞器染色结果（溶酶体红色、细胞膜绿色、细胞核蓝色）；B：AT2细胞标志物染色结果（紫色）

 

4，免疫学检测

使用特异性抗体对类器官中特定分子、蛋白质或基因表达进行荧光染色观察，可确定其生物学特性，提供功能和机制方面的重要信息。不同类型细胞具有不同的标志物，如AT2细胞标志物有表面活性物质相关蛋白SPA、SPB、SPC、SPD（对应的表达基因分别为SFTPA、SFTPB、SFTPC、SFTPD）、特异性顶膜蛋白HTII-280等。

A：AT2类器官免疫荧光染色鉴定结果（HTⅡ-280绿色，pro-SFTPC红色，细胞核蓝色）B：AT2类器官可分化为AT1和AT2共存的肺泡类器官（绿色AT2细胞标志物SFTPB，红色AT1细胞标志物AQP5，蓝色细胞核标志物）

 

03 如何更好地扩增肺泡类器官？

传统肺泡类器官扩增是在基础培养基（如DMEM/F12）中添加有利于AT2细胞扩增的细胞因子和小分子抑制剂进行培养，如FGF2、FGF10、EGF、Noggin、R-spondin-1、Wnt-a、Y-27632、CHIR-99021等。肺泡类器官的培养体系在不断更新，对不同细胞因子和支撑物的研究也越来越多，目前急需一种快速、标准化的扩增体系。

义翘神州StemViveTM人肺泡类器官扩增培养基（货号：OMHOAVE）经过验证，具有以下的优势：

高效扩增：3D体外培养，选择性促进AT2细胞生长

长期传达：稳定传代次数在10次以上

精准建模：精准重现体内AT2细胞关键特征，构建肺泡类器官样本库

操作便捷：标准化配方，无需添加细胞因子和小分子抑制剂

品质可靠：严格的质量控制标准，产品性能稳定

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【参考文献】
1. Hyebin Joo, Sungjin Min, Seung-Woo Cho. Advanced lung organoids for respiratory system and pulmonary disease modeling. J Tissue Eng. 2024, doi: 10.1177/20417314241232502

2. Jingyao Chen, Feifei Na. Organoid technology and applications in lung diseases: Models, mechanism research and therapy opportunities. Front Bioeng Biotechnol. 2022, doi: 10.3389/fbioe.2022.1066869

3. Chan and Liu, Function of epithelial stem cell in the repairof alveolar injury. Stem Cell Research & Therapy, 2022.

4. Wenhao Yang, et al. Human lung organoid: Models for respiratory biology and diseases. Dev Biol. 2023. doi: 10.1016/j.ydbio.2022.12.001