2. 类器官来源组织与细胞获取
类器官培养的起点不是培养基,而是“拿到合适的组织与细胞”。来源组织是否新鲜、取材位置是否准确、伦理与知情同意是否完备、原代细胞分离是否温和、运输与保存是否把缺血和冷损伤控制在可接受范围内,都会直接决定后续类器官的形成率、生长速度与表型稳定性。本节围绕一条真实可执行的取材链路展开:从样本类型与取材部位判断,到伦理与知情同意,再到原代细胞分离、组织保存与冷链运输,最后给出可落地的记录与判断依据。
一、来源组织与取材部位:先明确“取什么、取哪里”
类器官来源通常分为三类:手术切除组织、活检组织(穿刺或内镜活检)、体液或脱落细胞(如尿液、腹水、胸腔积液、支气管灌洗液)。不同来源对操作要求差异很大。以肠道类器官为例,最常用的来源是内镜活检或手术切除的肠段,取材应尽量避开坏死、溃疡和明显炎症区域,优先选择黏膜层完整、血供良好的部位;肿瘤类器官则需在病理确认的肿瘤区域取材,并尽量避开坏死中心,必要时在术中由病理医生协助判断取材点。
取材量并非越多越好。以肠道活检为例,常规内镜活检钳一次可取约 1~3 mm³ 组织,通常建议取 4~8 块,以保证后续分离出足够隐窝。若为手术切除标本,应在离体后 30 分钟内完成取材,并将组织置于预冷的组织保存液中。取材位置、数量、离体时间、保存液类型必须同步记录,否则后续无法解释培养失败的原因。
二、伦理规范与知情同意:不可省略的前置条件
涉及人体组织的研究必须通过伦理委员会审查,并取得受试者或其法定代理人的知情同意。伦理材料通常包括:研究方案、知情同意书、样本使用范围、隐私保护措施、样本销毁或长期保存条款。若样本来自手术剩余组织,也需明确是否属于“废弃组织”以及是否可豁免知情同意,具体以所在机构伦理委员会要求为准。动物来源组织则需通过动物伦理审查,并遵循 3R 原则。
三、原代细胞分离:从组织到可接种细胞
原代分离的核心是“温和解离、保留干性与表面标志”。以肠道隐窝分离为例,常用流程如下:将组织用含双抗的 PBS 反复清洗 3~5 次,去除黏液与血细胞;随后用 2 mmol/L EDTA 在 4 ℃ 条件下孵育 20~30 分钟,使隐窝从黏膜层松动;弃去 EDTA 后,用预冷 PBS 轻轻重悬并自然沉降,收集上清中的隐窝;300 g 离心 3~5 分钟,弃上清,用基质胶重悬后接种。整个过程应在冰上或 4 ℃ 进行,避免酶解过度导致细胞活性下降。
若采用酶消化法,常用 0.1%~0.25% 胶原酶 IV 或 dispase,37 ℃ 消化 10~30 分钟,每 5 分钟轻吹打一次,显微镜下观察至组织块边缘出现单细胞或小细胞团即终止。终止后用含 10% FBS 的培养基中和酶活,再经 70 μm 滤网过滤。分离后的细胞活性可用台盼蓝染色判断,活率低于 70% 时建议重新取材或调整消化时间。
示例参数(肠道隐窝分离):
清洗液:PBS + 1% 双抗
解离液:2 mmol/L EDTA / PBS
孵育条件:4 ℃,20~30 min
离心条件:300 g,4 ℃,3~5 min
接种密度:约 500~1000 个隐窝/孔(24 孔板)
基质胶:Matrigel,冰上操作,避免气泡
四、组织保存与运输:把缺血与冷损伤降到最低
组织离体后,缺血时间越长,细胞活性下降越明显。一般建议:离体后 30 分钟内进入预冷保存液,2~8 ℃ 运输,4~6 小时内完成分离。若运输时间超过 6 小时,应使用含抗氧化剂与能量底物的专用保存液,并避免剧烈震荡。运输容器应使用保温箱加冰袋,但组织不得直接接触冰袋,以免局部冻结。
保存液可选择 HBSS、DMEM/F12 或商品化组织保存液,使用前预冷至 4 ℃。运输过程中应记录离体时间、保存液更换时间、到达时间与温度。若样本用于肿瘤类器官,建议在保存液中加入 1% 双抗与 10 μmol/L Y-27632,以减少细胞凋亡。
五、结果判断与常见问题
分离完成后,应在显微镜下观察隐窝形态:完整隐窝呈“U”形或管状,折光性好,无明显碎片。若隐窝数量少、碎片多,常见原因包括:EDTA 孵育时间不足、吹打过猛、离心速度过高。接种后 24~48 小时可观察隐窝是否形成囊状结构;若 72 小时仍无囊状结构,需检查基质胶批次、接种密度与生长因子添加是否正确。
运输环节最常见的问题是温度波动与时间过长。若样本到达时保存液已变温或组织发白,建议先做台盼蓝染色评估活率,再决定是否继续分离。对于肿瘤类器官,若样本中纤维组织较多,可在分离前用无菌剪刀将组织剪至 1 mm³ 以下,并适当延长胶原酶消化时间,但需每 5 分钟镜检一次,避免过度消化。
综上,类器官来源组织与细胞获取的关键在于:取材部位准确、伦理合规、分离温和、保存运输低温且限时。把这条链路中的每一个时间点、温度点和操作强度控制住,后续类器官培养才有稳定的起点。