類(lèi)器官（Organoids）是指利用成體干細胞或多能干細胞進(jìn)行體外三維（3D）培養而形成的具有一定空間結構的組織類(lèi)似物。其與對應的人類(lèi)器官擁有高度相似的組織學(xué)特征，并能重現該器官的生理功能。與傳統2D細胞培養模式相比，3D培養的類(lèi)器官包含多種細胞類(lèi)型，突破了細胞間單純的物理接觸聯(lián)系，形成了更加緊密的細胞間，細胞與基質(zhì)間高度相互作用，形成具有功能的“微器官”，能更好地用于模擬器官組織的發(fā)生過(guò)程及生理病理狀態(tài)，因而在基礎研究、臨床診療、藥物模型等多方面均具有廣闊的應用前景。
然而在類(lèi)器官培養過(guò)程中的拍攝及定量分析有著(zhù)許多挑戰：
1、人工手動(dòng)操作拍攝類(lèi)器官圖像，費時(shí)耗力通量低；
2、頻繁采集過(guò)程當中環(huán)境變化對類(lèi)器官帶來(lái)影響；
3、常規顯微鏡下僅能得到類(lèi)器官面積信息，數據量少；
4、孔板中拍攝位點(diǎn)難以全面選取，重復性難以保證。
Holomonitor M4強大的全息動(dòng)態(tài)監測及分析功能助您輕松解決類(lèi)器官拍攝過(guò)程中的痛點(diǎn)，Holomonitor M4機身小巧可在培養箱中長(cháng)期無(wú)標記實(shí)時(shí)監測類(lèi)器官避免環(huán)境變化干擾；針對不同的孔板可進(jìn)行多處自由選點(diǎn)保證實(shí)驗重復性，最高可進(jìn)行96孔板監測；3D成像及強大的分析功能不僅可以提供類(lèi)器官面積形態(tài)變化信息，更能給與體積及遷移等豐富信息。
下面給大家分享一篇類(lèi)器官拍攝及定量分析案例。
Subpopulations of Organoid-Forming Cells Have Different Motility
口咽鱗狀細胞癌（OPSCC）干細胞具有自我更新和分化成腫瘤異質(zhì)三維結構的能力。David等人采用實(shí)時(shí)數字全息顯微鏡（Holomonitor M4）對口咽鱗狀細胞癌進(jìn)行腫瘤類(lèi)器官形成觀(guān)察。監測結果展示了腫瘤-類(lèi)器官形成早期細胞聚集的過(guò)程，并可對類(lèi)器官面積及光學(xué)體積進(jìn)行篩選。隨后David等人對OPSCC上皮細胞進(jìn)行分選，通過(guò)M4對不同表型的細胞運行及生長(cháng)觀(guān)察結果表明CD44＋細胞表現出更大的運動(dòng)性和腫瘤形成能力。Holomonitor M4提供了一種簡(jiǎn)單無(wú)標記的腫瘤類(lèi)器官長(cháng)期監控分析，可用于評估類(lèi)器官形成過(guò)程、類(lèi)器官生長(cháng)面積及體積量化分析、類(lèi)器官遷移追蹤及藥物篩選。
監控類(lèi)器官形成數量，評估類(lèi)器官最佳接種密度。
亮點(diǎn)：Holomonitor M4機身小巧可在培養箱中長(cháng)期無(wú)標記實(shí)時(shí)監測類(lèi)器官避免環(huán)境變化干擾。
本文通過(guò)15小時(shí)連續觀(guān)測不同接種密度下細胞發(fā)生聚集形成類(lèi)器官時(shí)間，并通過(guò)光學(xué)厚度的數據來(lái)評估整體生長(cháng)狀況。結果表示接種密度100個(gè)細胞/ μL可產(chǎn)生102個(gè)±36個(gè)類(lèi)器官/mm2;1000 個(gè)細胞/μL 產(chǎn)生 47 ± 34 個(gè)類(lèi)器官/mm2。接種密度會(huì )影響類(lèi)器官的大小和光學(xué)性質(zhì)，細胞之間的密切接觸，有利于類(lèi)器官的形成。
圖1: 用HoloMonitor M4成像測定類(lèi)器官的接種密度條件和光學(xué)性質(zhì)。口咽鱗狀細胞癌（OPSCC）細胞在以（a）100和（b）1000個(gè)細胞/ μL的密度接種后15小時(shí)成像，（c）散點(diǎn)圖顯示使用不同接種密度獲得的類(lèi)器官的光學(xué)體積和厚度。
長(cháng)期監控并實(shí)時(shí)量化類(lèi)器官生長(cháng)狀態(tài)
亮點(diǎn)：HoloMonitor M4 3D成像及強大的分析功能，實(shí)時(shí)量化類(lèi)器官面積及體積變化信息。
本文通過(guò)15小時(shí)聯(lián)系觀(guān)測，評估影響類(lèi)器官形成和生長(cháng)的事件，結果表明顯示類(lèi)器官在接種后2 h開(kāi)始形成，并通過(guò)面積和光學(xué)厚度隨時(shí)間的增加來(lái)監測整體生長(cháng)。在最初的8小時(shí)內，細胞聚集主導了類(lèi)器官的形成；在8-15 h時(shí)類(lèi)器官完全形成，并顯示出穩定的直徑和光學(xué)厚度測量結果。
圖2：使用M4監測15小時(shí)內的類(lèi)器官形成情況。（a）水凝膠嵌入培養系統不同時(shí)間點(diǎn)（0,7.5和15小時(shí)）捕獲的M4圖像。（b）五個(gè)類(lèi)器官在15小時(shí)內的面積和光學(xué)體積增加情況。
不同基因型細胞形成類(lèi)器官能力及其運動(dòng)情況分析
亮點(diǎn)：HoloMonitor M4可針對不同的孔板可進(jìn)行多處自由選點(diǎn)，可以保證實(shí)驗重復性；強大的分析功能給出細胞遷移距離及速度等豐富信息。
在OPSCC類(lèi)器官形成過(guò)程中，14%細胞沒(méi)有形成任何3D結構，表明可能存在具有不同類(lèi)器官形成能力的細胞亞群。通過(guò)根據CD44和NGFR（表達對單個(gè)OPSCC細胞的類(lèi)器官形成能力和運動(dòng)差異性進(jìn)行分類(lèi)來(lái)進(jìn)行評估。分選后三種不同表型的細胞，CD44 +/ NGFR+，CD44+ / NGFR?和 CD44?/NGFR?，在水凝膠中接種并使用HoloMonitor M4進(jìn)行跟蹤。結果顯示CD44＋表達的細胞在15h內可以形成類(lèi)器官且顯示出更大的平均運動(dòng)性（140-240μm），而CD44?腫瘤細胞無(wú)法形成類(lèi)器官且在水凝膠移動(dòng)緩慢（?30μm）。
圖3：不同口咽鱗狀細胞癌-細胞表型的類(lèi)器官形成能力和運動(dòng)性。（b）根據CD44和NGFR的表達獲得單個(gè)細胞的平均累積運動(dòng)性，對五個(gè)表型的類(lèi)器官進(jìn)行重復監測。
參考文獻：
[1] Gomez Jimenez D, Carreira Santos S, Greiff L, et al. Subpopulations of Organoid-Forming Cells Have Different Motility. Applied Sciences. 2020; 10(13):4673.
https://doi.org/10.3390/app10134673.· 篇幅有限，詳情請咨詢(xún)我司獲悉，歡迎預約試用樣機！
