类器官课堂 | hPSC来源心脏类器官关键培养因子与操作流程

心血管疾病是全球致死率最高的疾病之一，受限于人类心脏组织获取难度大、体外培养困难、动物模型与人种属差异显著等问题，心血管疾病的相关研究长期缺乏精准的人类体外模型。

人诱导多能干细胞（hiPSCs）及人胚胎干细胞（hESCs）统称人多能干细胞（hPSCs），具备无限自我更新与多向分化潜能，可在体外模拟人类心脏胚胎发育全过程，为构建心脏体外模型提供了理想细胞来源。

核心调控因子

01

Activin A

Activin A属于TGF-β超家族成员，是激活Activin/Nodal经典信号通路的关键配体，主要通过调控SMAD2/3信号通路介导hPSCs早期命运决定，集中作用于心脏分化早期中胚层诱导阶段，是启动心脏定向分化的核心因子。

02

BMP-4

骨形态发生蛋白4（BMP-4）是胚胎心脏发育的关键调控因子，通过激活BMP/Smad经典通路，贯穿心脏类器官中胚层诱导、心肌祖细胞特化、细胞成熟全流程，与Activin A形成互补调控效应。

03

FGF basic

碱性成纤维生长因子（FGFb/bFGF）是FGF家族核心成员，主要激活Ras/MAPK信号通路，发挥信号协同、细胞增殖调控与谱系优化的关键作用，是维持分化稳态、提升类器官质量的重要调控因子。

实验流程

01 准备工作

提前准备状态良好的hPSC细胞；

准备相关培养试剂，包括hPSC扩增完全培养基、干细胞消化液、干细胞基质胶，AdDMEM/F-12等；

配置各培养阶段所需的分化培养基，配制好的完全培养基在使用前需要37℃预热；

注意：仅提供细胞因子种类及用量参考，其余小分子、缓冲液请按需额外添加。

02 培养流程

A. iPSC传代培养

将干细胞基质胶（Cat#NMS-G）按1:100稀释于AdDMEM/F-12，加入6孔板中，置于37℃恒温培养箱中处理1 h后备用；

取出在hPSC培养基中维持培养且汇合度达到85%-90%的hPSC，进行细胞消化；

按1：6-1：10的比例传代，并加入终浓度为5μM的Y-27632，轻轻晃匀，置于37℃恒温培养箱中培养。

B.拟胚体（EB）形成

在96孔超低吸附U形底细胞培养板加入100 μL含10μM Y27632的hPSC完全培养基，加入含有1×104个iPSC细胞的悬液；

1000 rpm离心5 min，使细胞聚集于U形底底部，置于37℃恒温培养箱中培养24h后悬浮小球形成如Figure 1所示，此时记为Day1；

Figure 1. Day1悬浮小球形态

C. 心脏类器官诱导

Day1时将孔板中培养液吸出，每孔加入100 μL的AdDMEM-F12清洗一次；

每孔加入100 μL第一阶段诱导培养基，置于37℃恒温培养箱中培养48 h，期间不换液，此时记为Day3；

Day3时将孔板中培养液吸出，每孔加入100 μL的 AdDMEM-F12清洗一次；

加入100 μL第二阶段诱导培养基，置于37℃恒温培养箱中培养96 h，此时记为Day7。

Day7时将孔板中培养液吸出，每孔加入100 μL的 AdDMEM-F12清洗一次；

加入100 μL第三阶段诱导培养基，置于37℃恒温培养箱中培养48 h，期间每24 h换液100 μL第三阶段诱导培养基，此时记为Day9。

Day9时将孔板中培养液吸出，每孔加入100 μL 的AdDMEM-F12清洗一次；

加入100 μL心脏类器官维持培养基，置于37℃恒温培养箱中培养，每24 h换液100 μL心脏类器官维持培养基，Day10左右可见心脏类器官自发搏动，如Figure2所示。

Figure 2. Day10心脏类器官形态

Activin A (Cat#C687)、BMP-4 (Cat#C54A) 、FGFb(Cat#C046) 、Insulin (Cat#NC005-A)

近岸蛋白可提供经类器官培养验证的hPSC诱导培养心脏类器官培养因子，高活性、低内毒素、高批间一致性，助力心脏类器官体外构建与研究，让您的类器官培养更可控！

心脏类器官关键培养因子：Activin A

Figure A：Measured by its ability to induce SMAD signaling in 293-Activin A Res cells(XCC11). The ED50 for this effect is 1-5 ng/mL.

Figure B：iPSC-derived intestinal organoids were cultured with Activin A(Cat#C687) , BMP-4(Cat#C54A) , EGF (Cat#C029) , Wnt3a (Cat#C22R), Noggin (Cat#C028), R-spondin 1 (Cat#CX83) and FGF-4 (Cat#CR08) . The organoids showed good morphology.

心脏类器官关键培养因子：BMP-4

Figure A：Measured by its ability to induce alkaline phosphatase production by ATDC5 mouse chondrogenic cells. The ED50 for this effect is 1.5-9 ng/mL.

Figure B：iPSC-derived branching lung organoids were cultured with Activin A (Cat#C687), BMP-4 (Cat#C54A), FGFb (Cat#C046), KGF (Cat#CH73), FGF-10 (Cat#CR11), Noggin (Cat#CB89) and Vitronectin (Cat#C395) . The organoids showed good morphology.

心脏类器官关键培养因子：FGF basic

Figure A：Measured in a cell proliferation assay using BALB/c 3T3 cells.The ED50 for this effect is 0.42 ng/ml.

Figure B：Mouse pancreas organoids were cultured with EGF (Cat#C029), Noggin (Cat#C028) , R-spondin 1 (Cat#C38P),FGF-10 (Cat#CR11),FGFb (Cat#C046) and VEGF 165 (Cat#C083). The organoids showed good morphology.

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