
类器官培养的关键,在于体外尽可能重建干细胞赖以维持增殖与分化平衡的局部微环境。Wnt3a、EGF、Noggin和R-spondin 1被广泛视为类器官培养中最经典的一组基础信号因子,尤其是在成体干细胞来源的上皮类器官体系中,这四个因子构成了最具代表性的培养框架。早期肠上皮类器官培养研究表明,EGF、Noggin和R-spondin 1可以构成支持小肠上皮长期扩增的基本组合,而在结肠类器官及部分对外源Wnt依赖更强的体系中,还需额外补充Wnt3a。随着类器官技术扩展到胃、胰腺、肝等多种上皮来源体系,这四种因子也逐渐被视为构建干细胞生态位的经典细胞因子,并在不同器官中通过增减组合形成各自的培养方案。实验中常将其概括为WNER框架,它们分别对应了类器官培养中最重要的几条调控轴:EGF提供增殖驱动,Noggin解除BMP介导的分化限制,Wnt3a提供干细胞维持所需的基础Wnt输入,RSPO1则进一步放大并稳定这一信号环境。
具体而言,EGF和Noggin的作用,在于为类器官建立一种既能支持细胞增殖、又不易过早分化的培养环境。EGF主要通过EGFR及其下游Ras/Raf/MEK/ERK轴发挥促分裂作用,而 Noggin则主要通过拮抗BMP信号,减弱分化压力并维持更有利于干细胞生存的状态。如在肠道类器官体系中:EGF对隐窝区干细胞和过渡扩增细胞的持续增殖至关重要,而BMP信号则更多与分化程序和干性受限状态相关,因此Noggin的加入有助于培养环境保持更接近隐窝样的特征。虽然不同器官对这两条信号轴的依赖程度并不完全一致,但促增殖和抑制过早分化仍然是它们在多种类器官培养体系中的共同功能。
Wnt3a和RSPO1调控的是类器官培养中最核心的干细胞维持轴。Wnt信号直接关系到成体上皮干细胞的维持与扩增,而RSPO1则通过增强细胞对Wnt的响应能力,使这一信号环境更加稳定。相关研究表明,R-spondin/LGR复合体能够中和RNF43和ZNRF3这两类会移除膜表面Wnt受体的跨膜E3连接酶,从而提高Wnt受体稳定性并放大Wnt/β-catenin信号强度。在肠道类器官中,Wnt3a与RSPO1对Lgr5阳性干细胞维持的作用最早得到系统阐明;而在其他多种成体上皮类器官中,这一信号轴同样构成培养体系设计的重要基础。正因如此,这两种因子常被视为类器官长期维持和连续传代能力的关键决定因素。
综上所述,类器官培养的本质并不是单一促生长因子的简单叠加,而是对体内干细胞生态位的针对性重组。EGF对应的是持续增殖所需的促分裂信号,Noggin负责降低BMP相关的分化压力,Wnt3a为干细胞样状态提供基础维持条件,RSPO1则使这一信号保持足够的强度和稳定性。由四种细胞因子构成的WNER框架最集中地体现了成体上皮类器官培养的核心思路,并为多种器官体系的培养方案提供了基础框架。

围绕类器官培养、干细胞研究及信号通路调控等方向,辰辉创聚生物(NebulaBio)已构建较为丰富的重组蛋白与细胞因子产品体系,覆盖多种表达系统、不同标签形式及多类型关键活性蛋白。同时,公司也提供蛋白表达纯化和稳定细胞系开发等相关服务,可为类器官培养体系搭建、因子组合优化及后续机制研究提供支持。
| 靶点 | 货号 | 品名 |
| Noggin | NBL-251153 | NebuSelect™ Recombinant Mouse Noggin, 20-232aa, His-tag |
| EGF | NBL-250866 | NebuSelect™ Recombinant Mouse EGF, 977-1029aa, Tag Free |
| Wnt3a | NBL-251049 | NebuSelect™ Recombinant Mouse Wnt3a, 19-352aa, His-tag, hFc-tag |
| RSPO1 | NBL-289712 | NebuSelect™ Recombinant Human RSPO1, His-tag |