HiActi®细胞因子|小鼠肾类器官培养案例
小鼠肾类器官的培养是一个基于发育生物学原理的精细过程，其核心是在体外模拟胚胎肾脏的发育环境，引导肾脏祖细胞自组织形成类似肾单位的结构。
小鼠肾类器官培养步骤
第一步：后部中胚层诱导——奠定肾源性分化基础
目标：将多能干细胞定向诱导为具有形成肾脏潜能的后部中胚层细胞。
细胞准备
使用小鼠ESC或iPSC。将细胞以一定密度接种于基质胶（Ceturegel）（40192ES）包被的培养板中，使用补充了10 ng/mL FGF-2（91315ES）的专用培养基，当细胞密度达70-80%时，用Accutase（40506ES）消化，以含10 μM Y-27632（53006ES）的培养基重悬并传代至新板。
诱导培养（关键信号）
核心因子：使用含3-10 μM CHIR99021（53003ES）和5-25 ng/mL Activin A（91708ES）的培养基。
作用：高强度Wnt信号驱动细胞向后部中胚层命运分化。
周期：培养4天，每2天更换一次新鲜培养基，至第4天显微镜下观察到细胞呈“松散密集簇”形态。质量控制
标志物：通过免疫荧光染色确认PSM标志物（T⁺、Mixl1⁺）阳性率≥ 80%，同时排除内胚层（Sox17⁻）、神经外胚层（Sox2⁻）标志物表达。
形态验证：细胞无明显凋亡（无漂浮死细胞），集落边缘清晰且无异常分化突起。
第二步：中间中胚层与肾祖细胞定型
目标：将后部中胚层进一步特化为肾脏谱系特化的中间中胚层，并定型为肾单位祖细胞。
诱导培养（关键信号转换）
核心因子：更换为含1-3 μM CHIR99021（53003ES）（降低Wnt信号强度）和20-100 ng/mL FGF-9（91318ES）的培养基。
作用：FGF-9是肾脏谱系分化的关键驱动因子，低强度Wnt信号用于维持祖细胞状态。
周期：培养3天。肾祖细胞定型与3D球体形成
将细胞消化成单细胞悬液，在超低吸附板中悬浮培养。
细胞会自发聚集形成3D细胞球，这是后续类器官自组织的物理基础。
第三步：类器官成熟与功能结构形成
目标：促使肾祖细胞在3D环境中自组织形成成熟的肾单位结构（肾小球、肾小管）。
肾囊泡诱导（早期结构形成）
将3D细胞球转入Ceturegel中进行包埋培养，模拟体内细胞外基质环境。
使用含20-100 ng/mL FGF-9和20-50 ng/mL BMP-7的培养基，诱导肾祖细胞发生间充质-上皮转化，形成空腔状的肾囊泡。
成熟培养
持续培养7-14天，类器官会进一步发育和模式化。
关键结构：
肾小球：出现表达WT1和Podxl的足细胞簇。
肾小管：形成具有清晰管腔的结构，分别表达近端小管标志物（如LTL）和远端小管标志物（如E-cadherin）。功能验证
形态学：显微镜下观察类器官的复杂三维结构。
免疫荧光：鉴定不同肾单位节段的特异性标志物，确认细胞类型正确。
功能测试：可进行FITC-白蛋白内吞实验，验证近端小管的重吸收功能。
小鼠肾类器官培养结果
用光学显微镜观察小鼠肾类器官培养情况：
数据来源：Yeasen实验室
结果显示：小鼠肾类器官呈球形或椭球形，表面光滑，无明显破损或中心坏死。
Yeasen产品推荐
HiActi®细胞因子
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HiActi®细胞因子 |
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名称 |
货号 |
推荐浓度 |
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Recombinant Mouse EGF Protein 重组小鼠表皮生长因子 |
30 ng/mL |
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Recombinant Mouse R spondin 1/RSPO1 Protein, His Tag（HEK293) 重组小鼠RSPO1蛋白 |
500 ng/mL |
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Recombinant Mouse Noggin Protein (HEK293) 重组小鼠Noggin蛋白 |
100 ng/mL |
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Recombinant Mouse bFGF/FGF-2 Protein 重组小鼠碱性成纤维细胞生长因子 |
10 ng/mL |
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Recombinant Human Wnt-3a protein 重组人Wnt3a蛋白（液体） |
100 ng/mL |
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Recombinant Mouse FGF-9 重组小鼠FGF-9 |
50 ng/mL |
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Recombinant Human/Mouse/Rat Activin A Protein (CHO) 重组人/小鼠/大鼠激活素A |
20 ng/mL |
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Recombinant Human BMP-7 Protein 重组人骨形态发生蛋白-7 |
30 ng/mL |
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其他产品
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类别 |
产品名称 |
货号 |
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抗体 |
CD24 Rabbit mAb |
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PAX2 Mouse mAb |
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Aquaporin 1 Rabbit mAb |
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A quaporin 2 Mouse mAb |
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E-cadherin Mouse mAb |
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基质胶 |
Ceturegel® Matrix for Organoid culture，Phenol Red-Free，LDEV-Free基质胶 |
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小分子化合物 |
CHIR99021 |
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Y-27632 |
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Retinoic acid |
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A83-01 |
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LDN193189 |
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NAC |
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Nicotinamide |
参考文献：
1. Taguchi A, Kaku Y, Ohmori T, Sharmin S, Ogawa M, Sasaki H, et al. Redefining the In Vivo Origin of Metanephric Nephron Progenitors Enables Generation of Complex Kidney Structures from Pluripotent Stem Cells. Cell Stem Cell 2014; 14(1):53-67.
2. Dilz J, Auge I, Groeneveld K, Reuter S, Mrowka R. A proof-of-concept assay for quantitative and optical assessment of drug-induced toxicity in renal organoids. Scientific Reports 2023; 13(1).
3. Rui L, Yidan C, Xueqin C. Using Mouse Kidney Organoid Model for Nephrotoxic Drug
Screening Journal of Organoid & BioScience Dec. 2023; 1:12.
