药物筛选

   通过类器官模型进行药物筛选实验的常用方法是使用显微镜观察，该方法需要将类器官样本频繁拿出，影响了类器官培养环境，那么有什么新的方法可以弥补这种不足呢？本文介绍了一种新方法—使用活细胞成像分析系统，置于培养箱内实时动态成像，监测不同药物处理下类器官变化情况。我们分析了新方法对比常用方法的优势，同时列举了一篇活细胞成像分析系统应用在类器官药物筛选方向的代表性高分文章，该文章2022年发表于《Nature Biomedical Engineering》期刊。新方法获得了科研人员的认可，在类器官药物筛选实验中被广泛使用，该方法的可靠性得到了证实。

             类器官药物筛选实验步骤：

            1. 类器官构建：干细胞在类器官培养液中培养至其生长到合适的密度，将细胞转移到低附着性的培养皿中进行类器官培养。

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            2. 类器官鉴定：通过多种方式验证类器官与体内器官结构和功能相似，可用于后续药物筛选实验。

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            3. 药物筛选：培养基中添加不同剂量的不同药物，继续培养一段时间。

            4. 结果观察：使用显微镜或其他设备观察类器官形态变化。​

         上述步骤为类器官药物筛选实验的常规操作，在类器官培养观察过程中仍存在一些不足，如人工在显微镜下拍摄类器官图像，无法监测类器官培养全过程，且频繁取出样本耗时耗力，改变了类器官培养环境。显微镜下孔板内各孔的类器官培养情况无法全面呈现，最终获得的分析数据有限。

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        那么有什么新工具可以弥补这些不足，助力于类器官药物筛选实验呢？​

         奎克泰生物的JuLI™系列实时活细胞成像分析系统能够为类器官药物筛选实验提供所需要的工具。JuLI™系列设备操作简单，无需复杂人工操作，省时省力；无需频繁取出样本观察，提供稳定的生长环境；实时观察，延时记录，全面呈现类器官培养情况，获取大量数据进行分析。

         JuLI™ Stage活细胞成像分析系统能够放置于培养箱内，具有全自动X-Y-Z轴、三色荧光、自动/手动对焦、Z-Stack、图像拼接等功能。可以对类器官进行实时观察，拍摄记录生长周期的全过程，在保持类器官生长环境稳定的情况下，同时对类器官拍照，形成视频，提供类器官培养实验的量化结果。

         我们挑选了一篇使用JuLI™ Stage活细胞成像分析系统应用在类器官药物筛选方向的代表性文章，来自高丽大学医学院解剖学系的研究团队在《Nature Biomedical Engineering》期刊发表题为“Production of human spinal-cord organoids recapitulating neural-tube morphogenesis”的文章，研究人员基于人类多能干细胞诱导的人类脊髓样组织，不够成熟且无法模拟神经形成的形态特征，开发了一种生产人类脊髓样类器官（hSCO）的3D培养系统，用于筛选可能导致神经管缺陷（NTDS）的抗癫痫药物。研究人员构建脊髓类器官模型，通过体外模型验证证明了hSCO与体内脊髓在转录组学、形态组织学、功能学上具有相似性，继而进行药物筛选。

         研究者使用JuLI™ Stage活细胞成像分析系统在4×物镜下拍摄不同药物不同剂量下处理15天后的明场脊髓类器官图像，结果表明经VPA和CBZ处理后脊髓样类器官神经管闭合失败，其他组则表现正常，证明了VPA和CBZ处理hSCOs有较高的畸形风险，两种药物有较高的致癫痢风险。     

             参考文献

             [1] JuHyun L ,Hyogeun S ,R M S , et al.Production of human spinal-cord organoids recapitulating neural-tube morphogenesis.[J].Nature biomedical engineering,2022,6(4):435-448.（IF28.1）