Kirkstall Quasi Vivo类器官串联芯片系统2025最新发表文章

Kirkstall Quasi Vivo类器官3D串联芯片动态构建系统Kirkstall Quasi Vivo类器官3D串联芯片动态构建系统

神经干细胞（NSCs）主要位于SVZ和颗粒下区（SGZ），SVZ神经干细胞生态位（NSCN）是调节NSC自我更新和分化的关键微环境。由于动物研究的局限性和SVZ组织的动态特性，对SVZ的理解仍不完整。

2025年5月23日，比利时鲁汶大学（KU Leuven）/希腊亚里士多德大学（Aristotle University of Thessaloniki,）研究人员使用英国Kirkstall Quasi Vivo类器官3D串联芯片动态构建系统，发表“A 3D SVZonChip Model for In Vitro Mimicry of the Subventricular Zone Neural Stem Cell Niche”。在本文中，英国Kirkstall Quasi Vivo类器官3D串联芯片动态构建系统，用于体外模拟脑室下区（SVZ）神经干细胞生态位的三维SVZonChip模型。该模型旨在减少动物实验依赖，深入研究SVZ相关疾病，并推动转化研究及个性化医疗发展。

（一）模型构建

- 静态3D类器官模型：将小鼠来源的室管膜细胞（ECs）、径向胶质细胞（RGCs）、星形胶质细胞和NSCs整合到区域特异性去细胞化细胞外基质（ECM）中，以模仿SVZ的微环境。

- Kirkstall Quasi Vivo动态微流控培养系统：模拟脑脊液（CSF）的流动，将静态模型与动态培养条件相结合，增强生理相关性。

(二)实验方法

2.1 去细胞化处理：使用1%十二烷基硫酸钠（SDS）处理牛SVZ组织5天，去除细胞成分，保留ECM结构。

2.2 细胞培养：从小鼠SVZ分离RGCs，并在特定培养基中进行培养和分化。

2.3 免疫细胞化学：使用特异性抗体分析pRGC和EC蛋白的表达。

2.4组织学和免疫组化：对小鼠大脑、3D类器官模型和去细胞化svzECM进行组织学分析和免疫荧光染色。

（三）关键结果

H&E染色证实去细胞化成功，ECM结构完整。MTT实验显示pRGCs在svzECM中增殖良好，免疫荧光图像显示细胞在水凝胶基质中的3D排列。通过LC–MS鉴定出31种不同的ECM蛋白，包括胶原蛋白、层粘连蛋白等。SEM显示svzECM水凝胶具有均匀交错的胶原纤维结构，流变学分析表明其具有黏弹性固体特性。动态模型中ECs的cilia形成较静态条件更显著，表明剪切应力促进cilia生成和细胞组织。

Kirkstall Quasi Vivo类器官3D串联芯片动态系统，其构建的SVZonChip模型成功捕捉了SVZ微环境的静态和动态特性，为研究NSC行为和神经再生潜力提供了新平台。该模型在转化研究和治疗筛选中具有应用前景，可结合患者特异性细胞或基因修饰细胞系，研究NSCN中的疾病特异性改变。模型的动态流体能力为探索机械力如何影响细胞行为提供了机会，可为新型治疗策略提供见解。

（四）应用前景

4.1 疾病研究：可用于研究神经退行性疾病或脑肿瘤中的NSCN改变。

4.2 药物筛选：作为评估神经药物疗效和安全性的替代模型，加速从实验室到临床的应用进程。

4.3 多样化细胞来源：兼容多种干细胞来源，如间充质干细胞和神经干细胞系，扩展了其在生物医学研究中的潜力。

（五）Kirkstall Quasi Vivo在本文中用于构建动态3D类器官串联模型，模拟脑室下区微环境，对研究神经干细胞的行为和潜力至关重要，具体功能应用如下：

5.1构建动态培养环境

- 模拟脑脊液流动：Kirkstall Quasi Vivo微流控系统能够产生脉动的层流，精确控制培养基的流动，模拟脑脊液在体内的流动，为细胞提供更接近生理条件的机械刺激。

- 维持细胞分化与功能：通过持续的培养基流动，系统为细胞提供稳定的营养物质和生长因子，有助于维持细胞的分化状态和功能。

5.2提供实验稳定性和灵活性

- 长期稳定培养：该系统支持长达15天的连续细胞共培养，确保在实验过程中细胞的持续存活和分化。

- 灵活配置：系统可同时容纳三个独立的3D类器官模型，便于进行多个实验条件的比较和对照。

5.3增强模型生理相关性

- 促进细胞成熟与功能形成：在微流控系统中培养的细胞显示出更接近体内的生理特征，如室管膜细胞形成更多的运动性纤毛，有助于研究细胞的成熟和功能形成过程。

- 提高药物筛选准确性：通过模拟体内环境，动态模型能够更好地预测药物在体内的行为和效果，提高药物筛选的准确性和可靠性。

5.4优化实验设计和数据收集

- 减少实验误差：系统的设计减少了培养基的泄漏和交叉污染风险，确保实验结果的准确性和可重复性。

- 便于观察和分析：微流控装置的透明性和可控性使得细胞的观察和分析更加方便，便于进行实时成像和动态监测。

Kirkstall Quasi Vivo类器官串联芯片微流控培养系统在SVZonChip模型中发挥了关键作用，提供了动态培养环境和精确的流体控制，增强了模型的生理相关性和实验的稳定性。这对于深入研究SVZ微环境中的细胞行为、疾病机制以及药物筛选等方面具有重要意义。

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