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14 天培育造血心脏类器官,2.5 天透明化成像破解科研痛点

2026-01-07     来源:本站     点击次数:108

近期,Nature Protocols 刊登了一项改写类器官研究格局的重磅成果 —— 研究团队成功建立造血心脏类器官(BG-HFOs)体系,不仅实现 14 天内同步诱导心肌、内皮及双波次造血谱系的协同发育,更突破性优化出 2.5 天完成全组织免疫荧光染色与透明化的高效方案,为胚胎发育机制解析、疾病建模及药物筛选提供了标准化高通量平台。
 
一、文献核心亮点速递:类器官研究的四大突破性进展
 
01
14 天实现 “心脏 - 血管 - 造血” 三系共发育,填补传统模型空白
传统类器官模型难以模拟多系统协同发育,而该研究以人多能干细胞为起点,通过时序性调控 WNT 信号通路并补充特异性细胞因子组合,14 天内成功构建 BG-HFOs。该模型同步生成心肌细胞、血管内皮细胞及原始 / 定型双波次造血细胞,在体外精准复现胚胎期心血管与造血系统的解剖协同发育过程,彻底解决了传统模型无法模拟三系共发育及双波次造血的技术短板。
02
2.5 天攻克大尺寸类器官透明化难题,两种方案灵活适配
针对直径达 4mm 的 BG-HFOs(异质性强、光散射严重),研究团队优化出两种高效透明化技术:
MSBB 法:可淬灭转基因信号,适用于无需保留荧光标记的样本,54 小时即可完成染色 + 透明化全流程;
PEGASOS 法:能完整保留转基因信号,支持活细胞动态监测,58 小时完成全流程操作。两种方案均将传统 5-7 天的实验周期压缩至 2.5 天,且单批次可处理 20 个样本,完美适配高通量研究需求。
03
​三维可视化揭示发育空间机制,为机制研究提供直观工具
通过透明化后的三维成像技术,研究明确了 BG-HFOs 的三层精密结构(内核心 IC、心肌层 ML、外层 OL)及细胞定位规律:CD31+/CD144 + 内皮细胞分布于 IC 与 OL 双区,CD45 + 造血细胞特异性富集于 OL,NKX2.5 + 心肌细胞构成功能完整的 ML。这一空间模式为解析主动脉 - 性腺 - 中肾区造血、心源中胚层发育等关键机制,提供了生理相关性极高的可视化模型。
04
建立 96 孔板标准化平台,成功率达 70%-80%
研究团队搭建 96 孔板标准化中高通量制备平台,HES3 NKX2.5-eGFP 人胚胎干细胞系的 BG-HFO 形成成功率稳定在 70%-80%,且适用于不同细胞系。该平台支持遗传修饰、药物暴露等扰动研究,为先天性心脏病和血液病建模、药物毒性预测提供了可扩展的体外筛选工具,大幅提升研究效率。
二、文献技术落地:类器官透明化试剂盒精准匹配科研需求
 
Nature Protocols 的研究充分证明,高效、灵活的透明化技术是类器官三维成像的核心支撑。
而类器官透明化染色成像试剂盒正是为解决文献中提到的实验痛点而生,让前沿技术快速落地实验室!
 
01
 核心功能:全流程覆盖,无缝衔接文献技术需求
试剂盒提供从样本前处理(固定、疏松、脱脂)、染色标记、组织透明化到成像油匹配的全流程标准化试剂,完美匹配文献中 “染色 + 透明化” 一体化需求。通过光片显微镜、共聚焦显微镜扫描重构,可精准呈现类器官三维空间蛋白组、转录组信息,与 BG-HFOs 的三维成像需求高度契合,助力科研人员直观解析细胞空间分布与相互作用。
02
产品优势:直击科研痛点,适配多场景研究
高效适配性:专门针对肠道、神经、呼吸等各系统类器官及肿瘤类器官设计,可轻松处理大尺寸异质性样本,无需额外优化,直接对接文献中的类器官模型;
荧光友好性:完整保留各类荧光信号,既支持文献中 PEGASOS 法的转基因信号保留需求,也可灵活适配不同荧光标记实验,成像清晰度媲美顶刊报道的专业方案;
环保便捷:无毒、无味、无腐蚀性,告别传统透明化试剂的安全隐患与刺激性气味,新手也能快速上手,性价比远超定制化试剂组合。
03
​应用场景:不止于心脏类器官,覆盖全领域研究
无论是文献聚焦的心血管 - 造血系统类器官,还是类脑、类肠、肿瘤类器官研究,均能提供稳定可靠的透明化成像解决方案:
发育机制研究:清晰呈现细胞三维空间分布,助力解析器官发育的空间调控机制;
疾病建模与药物筛选:支持多细胞系样本批量处理,同步监测药物对不同谱系细胞的差异化影响;
临床转化研究:兼容患者来源 iPSC 构建的类器官,为精准医学研究提供有力工具。
Nature Protocols 的这项研究,为类器官研究指明了 “多谱系共发育 + 高效透明化成像” 的核心方向。而类器官透明化染色成像试剂盒(TC-O1)则将文献中的前沿技术转化为实验室可直接应用的标准化工具,让科研人员无需耗时优化配方,即可快速复现 2.5 天高效透明化成像方案。
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