肝脏是人体中最大的器官之一，源自前肠内胚层细胞衍生的肝芽结构。它主要负责代谢功能，并在解毒中发挥作用。肝脏功能的失衡可能导致被称为肝衰竭的病理状况，可能导致肝炎、纤维化、肝硬化、癌症、代谢或自身免疫疾病。因此，为了充分理解每种肝脏疾病的表型和器官损伤的机制，我们需要体外个性化的肝脏模型系统来进行疾病建模、药物发现和药物毒性研究。

肝脏类器官（HLO，HO）是保留肝细胞主要生理特性的三维肝脏功能模型。类器官可以从iPSCs、ESCs或特定的成年细胞（如上皮细胞或上皮细胞和间充质细胞）在有无基质的情况下生成。

 

肝脏类器官的培养方法

我们根据发表在《JCI Insight》[1]、《Cell Metab》[2]和《J Hepatol》[3]上的三篇文章，编制了一份从人类诱导多能干细胞（human iPSCs）培养肝脏类器官的培养方法。

 

Figure 1. Process of iPSC Differentiation into Hepatic Organoids (PMID: 28878125)[1] 

A：iPSC分化为肝脏类器官的示意图； B-C：肝脏类器官发育过程中形态和细胞标记物的变化，在第0天（iPSCs）、第3天（定性内胚层，EN）、第6天（前肠，FG）、第9天（肝脏前体细胞，HB）、第20天（HO1）和第62天（HO2）。

 

 

诱导定性内胚层

iPSCs使用含有5 mM EDTA和10 mM Y-27632的缓冲液分散成单细胞，接种到低附着6孔板中，并在RPMI-1640培养基中培养，添加Activin A（100 ng/mL）和BMP4（10 ng/mL）3天。

诱导前肠球状体

培养基更换为含有2% Matrigel和B27的RPMI培养基。从第3天到第6天，在培养基中添加50 ng/mL FGF10。从第6天到第9天，培养基中添加10 ng/mL FGF10和10 ng/mL BMP4。

诱导类器官

从第9天开始，培养基更换为含有1% Matrigel、50 ng/mL HGF、50 ng/mL Oncostatin M和10 μM地塞米松的肝脏类器官生长和分化培养基（HCM）。

 

Figure 2. Process of iPSC Differentiation into Hepatic Organoids (PMID: 31155493)[2]

A：iPSC分化为肝脏类器官的示意图；B：第0天（iPSCs）和第20天（HLO）的明场图像。

 

类器官扩培

在第20天，收集培养物，解离细胞，以200 g的速度离心3分钟，收集细胞，重新悬浮在50 μL GFR-Matrigel中，并种植到24孔板中。Matrigel固化后，加入1 mL生长培养基（RPMI-1640、B27、250 nM LDN-193189、3 μM CHIR99021、10 μM A83-01、100 ng/mL EGF、10 ng/mL FGF10和20 ng/mL HGF）并培养细胞6天。然后，更换为分化培养基（HCM培养基、10 μM DAPT、10 ng/mL Oncostatin M、20 ng/mL HGF、10 μM地塞米松和10 ng/mL BMP4）并再培养6天。

 

产品推荐

Product Name	Catalog Number	Specifications
Recombinant Human BMP-4 Protein	C230310	10 μg/100 μg/500 μg
Recombinant Human EGF Protein	C230328	100 μg/500 μg
Recombinant Human/Mouse/Rat Activin A Protein	C230520	10 μg/100 μg/500 μg
Recombinant Human FGF-4 Protein	C230346	5 μg/100 μg/500 μg
Recombinant Human FGF-10 Protein, His Tag	C230418	5 μg/100 μg/500 μg
Recombinant Human Hepatocyte Growth Factor (Human HGF)	C230260	10 μg/50 μg/1 mg
Recombinant Human Oncostatin-M/OSM Protein	C230466	10 μg/100 μg/500 μg