尊敬的科研工作者們！

你們一定聽說過CERO 3D Incubator & Bioreactor這款細胞培養系統吧！它在類器官研究領域具有顯著優勢，讓我們一起來了解一下吧！
 

首先，CERO提供了最佳的細胞培養環境，通過獨特的3D細胞培養技術，監測和控制溫度、pH和二氧化碳水平，為類器官的生長和發育提供最適宜的條件。
 

其次，CERO能夠提高類器官的復雜性和成熟度，模擬更真實的生理結構和功能。這對于研究類器官在特定生理環境下的反應和功能具有重要意義，讓我們的研究更加接近真實，更有說服力。

再次，CERO減少了對嵌入基質的依賴，提供最大的均勻性和穩定性(如CEROtubes有獨特的鰭狀設計)，使得類器官的培養更加標準化和可重復。這對于研究結果的可靠性和可比較性非常重要，讓我們的實驗更精準，更可信。
 

最后，CERO適用于各種組織類型的類器官培養，如肝臟、腎臟、腸道、皮膚等，具有廣泛的應用價值。無論你是研究肝臟還是皮膚，CERO都能滿足你的需求。

我們一起了解一下類器官的前世今生
類器官的起源——自組織現象：類器官的起源可以追溯到1907年，當時44歲的美國貝克羅萊那大學教授威爾遜 (H. V. Wilson)發現通過機械分離的海綿(sponge)細胞可以重新聚集并自組織成為新的具有正常功能的海綿有機體，他的研究結果于1910年發表。

Wilson, H. V. Development of sponges from dissociated tissue cells(1910)

我們要知道類器官是由多個不同類型的細胞組成，協同工作以執行特定的功能，類似于真正的器官。它們可以是人工合成的，也可以是通過再生醫學技術生長出來的。類器官的來源總結還有如下圖六種：

Xu et al. Journal of Hematology & Oncology (2018)

近年來火熱的干細胞研究，主要開始于上世紀末。1987年，A.J. Friedenstein發現間充質干細胞 (Mesenchymal Stem Cell,MSC)。1998年，美國生物學家James Thomson首次分離得到人胚胎干細胞。2007年，Thomson教授成功制造出人誘導多能干細胞 (induced Pluripotent Stem Cells,iPSC).如今，絕大多數類型的非腫瘤來源的人源類器官均可由MSC或iPSC發育而來，干細胞研究的飛速進展為類器官研究帶來新的活力。

近十余年類器官的發展，如下圖

類器官發展歷程
(Claudia Corrò et al. Am J Physiol Cell Physiol, 2020)

CERO 3D與軌道振蕩器的比較—鼠胚干細胞
誘導心肌細胞后的3、8和13天分化研究
 

這里有一段來自CERO的客戶（Jaya Krishnan教授，法蘭克福歌德大學心血管再生研究所，Genome Biologics聯合創始人）的評價：

“我們所有研究的最終目標是識別和開發具有臨床相關性的治療人類心臟病的藥物。為此，我們利用人類自組織的心臟類器官進行高通量藥物篩選，以及利用體內的人類先天性疾病的遺傳模型，作為我們的實驗平臺，結合腺相關病毒（AAV）和反義RNA作為治療劑。CERO 3D大大簡化了我們的心臟類器官生成的工作流程，并使我們能夠顯著提高類器官的生產規模。使用CERO 3D生成的類器官顯示出更好的細胞組織，以及在生產批次內外的均勻性和一致性。”

·不僅如此，CERO還應用于豬的肌源性類器官的研究（該研究于2022年在Cells上發表，影響因子≥4.9）

三維細胞培養技術比平面表面更適合模擬體內細胞環境。球體是多細胞聚集體，我們旨在使用中型培養箱和生物反應器混合設備，制備無支架的肌源性起源球體，稱為肌球體。首次使用這種技術從原始豬肌細胞（PMC）獲得球體，并將其形態學和生長參數、標記物表達和肌源潛能與C2C12來源的球體進行了比較。兩種細胞類型都能在生物反應器中在24小時后形成圓形球體。C2C12球體的平均直徑（44.6µm）大于PMC球體（32.7µm），最大直徑超過了1mm。C2C12細胞形成的聚集體較PMC更少，并具有更高的密集度（細胞核/平方毫米）。從球體中分離后，C2C12細胞和PMC開始再次增殖，并能夠分化為肌源系譜，通過肌管形成和FActin、Desmin、MyoG和Myosin的表達來證明。在C2C12中，球體中觀察到多核合體和Myosin的表達，表明加速了肌源分化。總之，中型培養箱和生物反應器系統適用于從原始肌細胞中形成和培養球體，并保持其肌源潛能。
 

Cells 2022, 11,1453. https://doi.org/10.3390/cells11091453

·CERO還應用于腦類器官的發育研究：“跨發育過程中從中等到納米尺度成像三維腦器官結構”

并在2022年發表于HUMAN DEVELOPMENT

文獻索引：Development(2022)149,dev200439.doi:10.1242/dev.200439

根據Paşca等人（2015）的改良方案，使用CERO 3D培養箱-生物反應器的步驟如下：
1、iPSCs解離：使用StemProAccutase將iPSCs解離成單細胞懸浮液。
2、類器官形成：將1.5×106個iPSCs轉移到AggreWell800板中，每個微孔中含有5000個細胞。使用培養基，包括50% DMEM-F12 GlutaMax、50%神經基底培養基。添加以下成分到培養基中：1:100 B-27、1:200 N-2、1:200 MEM-NEAA、1mM L-谷氨酰胺、1:1000 β-巰基乙醇、10μg/ml胰島素。添加兩種SMAD途徑抑制劑dorsomorphin（1μM）和SB-431542（10μM），以及ROCK抑制劑Y-27632（10μM）。將具有和不具有霍亂弧菌誘導eGFP構建物的iPSC按10/90的比例混合。在最初的5天里，每天更換不含ROCK抑制劑的培養基。

類器官培養：將類器官轉移到CEROtubes中，放入旋轉的CERO 3D生物反應器。從第5天到第12天，每隔一天喂養類器官。在第12天，改用含有bFGF（10ng/ml）而不是SMAD抑制劑的培養基培養4天。從第16天開始，類器官在未添加補充物的情況下維持，每隔一天更換一次培養基。
 

·LSFEM的器官樣本準備
LSFEM的器官樣本準備包括固定、滲透化、免疫染色、嵌入和消化等步驟。通過對樣本的處理和擴張，可以實現清晰的成像和超分辨率的分析。（F，G）示例展示了根據II方案（CERO培養制備）的3個月大腦器官樣本（F）和根據I方案(6孔板培養制備)的2個月大腦器官樣本（G）的光學切片。兩者都經過Hoechest和ZO1的染色。

綜合以上步驟，CERO 3D生物反應器能夠在中-納米級光學分辨率下對整個腦器官體進行縮放，獲得關于腦器官體結構和亞細胞細節的全面視圖。同時，通過LSFEM的超分辨率成像，可以可視化保留有空間信息的突觸，實現對超分辨率下的擴展神經回路的分析。通過LSFM和LSFEM的結合，CERO為成熟的腦類器官的分析提供了一種有效的方法。

總的來說，CERO在類器官研究方面具有多種優勢，如提供最佳細胞培養環境、提高類器官成熟度與復雜性、標準化和可重復培養，適用于多種組織類型。類器官的優勢在于模擬人體生理狀態、提高實驗可靠性與準確性，廣泛應用于基礎研究、藥物研發、臨床試驗和再生醫療。讓我們共同努力，將類器官研究推向新的高度！