在类器官培养实验中，许多研究者可能会面对如下挑战：干细胞的过度自我更新导致细胞类型单一与分化受限；又或者干细胞过度分化，导致增殖能力不足，难以维持类器官的长期培养。而更为重要的是，生物体内的器官也需要维持增殖与分化的平衡。如果无法有效控制类器官的增殖与分化，就很难真实模拟真正的器官。那么，如何更好地平衡类器官的增殖与分化呢？

最近，一项在Nature Communications期刊上发表的研究为这一问题提供了新的思路。该研究团队开发了一种新型的肠类器官培养系统，该系统能够在单一培养条件下实现干细胞的快速生长和细胞多样性的增加，从而在干细胞自我更新与分化之间保持平衡。研究团队的思路如下：

假设增强类器官的分化潜能也就是增强类器官干细胞的分化潜能。为了建立一个兼具细胞多样性和高增殖能力的类器官培养系统，研究者首先利用CRISPR-Cas9技术构建了LGR5-mNeonGreen报告系统，筛选能够显著提高LGR5+干细胞比例的小分子组合，并验证具体培养条件下的细胞多样性与体内器官的相似性。随后，在筛选出的最佳小分子组合条件下，施加抑制剂和其他小分子以调节干细胞的分化和增殖之间的平衡，最终获得了兼顾高增殖能力与细胞多样性的人类小肠类器官（hSIO）系统。

基于这样的研究思路，科研人员通过建立“干性”增强的类器官系统、小分子功能分析确认及信号通路分子调节等方法，精确分析出哪些特定的小分子和细胞因子组合可以增强细胞多样性分化，以及哪些信号分子组合能够促进特定的细胞分化，并对关键小分子的作用机制进行了初步探究。

可以看出，平衡类器官的增殖与分化并不是一个简单的实验任务，而需要从类器官培养系统的分子层面展开分析，才能最大程度地让体外的类器官模型接近体内的真实器官，进而获得理想的结果。

尊龙凯时团队的研究方法概述如下：

建立“干性”增强的类器官系统

利用CRISPR-Cas9技术构建LGR5-mNeonGreen报告系统以标记LGR5+干细胞，优化小分子和生长因子的组合来模拟干细胞的体内生态环境。研究发现三种小分子组合（曲古霉素A（TSA或T，HDAC抑制剂）、2-磷酸-l-抗坏血酸（pVc或p，维生素C）及CP673451（CP或C，PDGFR抑制剂））能够显著增加LGR5阳性细胞的比例。

在TpC条件下产生多样化和可塑性的细胞类型

单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析显示，TpC系统生成的类器官在组成和结构方面与体内器官具有高度相似性，TpC系统支持类器官中多样化和可塑性的肠道细胞群的生成，展现出产生多谱系和经历细胞可塑性的潜力。

小分子在系统建立中的重要作用

通过流式细胞术、免疫荧光染色、RT-qPCR及scRNA-seq等方法分析细胞标记物的表达变化，确认各小分子的作用机制。TSA通过靶向HDAC-MBD-NuRD复合物来增强LGR5干细胞的维持；而iBET-151则能够可逆地促进细胞增殖，抑制向分泌细胞的分化。

施加特定的信号调节分子实现类器官谱系转变

通过调节Wnt、Notch及BMP等信号通路，可以可逆地实现从分泌细胞向增强增殖的肠上皮细胞系的转变，或单向分化为特定的肠道细胞类型。

尊龙凯时提供了全套类器官培养试剂，包括基质胶类器官培养基，助力科研人员不断探索与创新。