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Takara肝脏细胞模型专题介绍
【字体： 大 中 小 】 时间：2019年01月03日 来源：Takara
编辑推荐：
肝脏是机体重要的脏器之一，在肝脏内进行的生化反应高达500多种，简直就是机体的“化工厂”。一旦肝脏功能紊乱，也会导致一系列代谢疾病的发生。“工欲善其事，必先利其器”，无论是对于肝脏病变机理研究还是肝脏相关的药物代谢研究，具备预测功能的肝脏细胞都是非常重要的模型工具。
“前浪、后浪”，能长时间维持肝脏细胞功能特性的就是好模型
（“肝脏细胞模型”专题之01篇）
何为肝脏细胞模型的“前浪”和“后浪”？
肝脏是机体重要的脏器之一，在肝脏内进行的生化反应高达500多种，简直就是机体的“化工厂”。一旦肝脏功能紊乱，也会导致一系列代谢疾病的发生。“工欲善其事，必先利其器”，无论是对于肝脏病变机理研究还是肝脏相关的药物代谢研究，具备预测功能的肝脏细胞都是非常重要的模型工具。小编搬砖查阅，发现肝脏细胞模型主要有以下几类：
“前浪”代表：人原代肝脏细胞
拥有成熟的、典型的肝脏细胞特征，但是取材困难，而且供体材料有限，无法长期供应。再加上属于终端分化细胞，无法增殖培养，活性和功能性维持时间较短（一般2D培养：约2-7天；3D培养：约2周，但需准备overlays进行sandwich培养或借助生物反应器等），成本较高。
（其实，还有一种永生化的肝脏细胞，它来源于癌化组织，可以增殖培养，降低了成本，但是不具备典型的肝脏细胞功能特性，而且因为是癌细胞，生理相关性待考量，本篇不做详述。）
“后浪”代表：人iPS细胞来源肝脏细胞
新方法，由人iPS细胞定向分化获得的肝脏细胞，与原代人肝脏细胞功能相似，并保留供体的遗传背景。iPS细胞可稳健增殖，持续供应相同遗传背景的肝脏细胞，规避掉了人原代肝脏细胞供体材料有限的缺陷。
Takara助力“乘风破浪，扬帆远航”
如果问小编，以上的“前浪”“后浪”怎么选，小编只能说“后浪”还没有把“前浪”拍在沙滩上，两者各有千秋。但是，无论您选择何种细胞模型，Takara均可应对，确保在长时间的实验窗口中使用的肝脏细胞模型持续保有肝脏细胞活性（如ATP活性）和功能特性（如标志物HNF4α、ASGPR1、Alb、α1AT等表达；CYP表达和活性；Alb、尿素分泌等）。
Takara培养基，助力“前浪-原代肝脏细胞”培养
▪ 操作简便，完全培养液，周末免换液，每周隔天换液，兼容多种品牌的原代肝脏细胞；2D培养，无需准备overlays或其他设备。
▪ 形式灵活，冷冻运输，可分装后再冻存，不同于其他培养体系在添加补充剂后仅1-4周的效期。
▪ 体外培养时间长达4周，始终保持原代肝脏细胞的活性和功能特性，如 CYP活性、白蛋白分泌等，使得进行慢性-毒性实验和病毒感染研究成为可能。
Takara细胞系，即用的“后浪-人iPS细胞来源肝脏细胞”
▪ 完整的试剂盒，包含人iPS细胞来源的肝脏细胞（1.2 × 107 cells）和培养用解冻液、接种铺板液、培养液等，一套全搞定；
▪ 表现更多的成体肝脏细胞功能特征：包括有代谢酶酶活性（一相酶CYP、二相酶）；关键的标志物表达、胰岛素和葡萄糖调控、脂质代谢调控等，细胞更适于肝脏毒性检测、药物代谢和疾病研究；
▪ 14天的实验窗口始终保有活性和功能特性，应用于慢性-毒性实验和病毒感染研究；
▪ 同一供体细胞批次间和各时间点性能一致，试验检测和结果无变异性，提供有3种供体来源肝脏细胞供选择。
欢迎来电或邮件咨询，询价或订购可直接联络Takara当地代理商。
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用实力说话，Takara想凭这些数据在肝脏细胞模型界出道
（“肝脏细胞模型”专题之02篇）
人iPS细胞来源肝脏细胞作为肝脏细胞模型界的新生力量（“后浪”），自然不及前辈（“前浪”）人原代肝脏细胞影响力大，但是“后浪”与“前浪”相比，突出优势就是可以持续供应相同遗传背景的肝脏细胞。
今天，我们Takara旗下人iPS细胞来源肝脏细胞宣布出道，请各位科研老师，多多关照。
出道产品：
Cellartis® Enhanced hiPS-HEP (from ChiPSC12) v2 Kit（Y10133）
Cellartis® Enhanced hiPS-HEP (from ChiPSC18) v2 Kit（Y10134）
Cellartis® Enhanced hiPS-HEP (from ChiPSC22) v2 Kit（Y10135）
出道宣言：Technote中的数据就是我的实力，你们的目光就是我的兴奋剂，Skr！Skr!
Technote 1，应用于代谢疾病模型研究：
非酒精性脂肪肝（NAFLD）、代谢综合征、2型糖尿病、肥胖症等都与肝脏功能紊乱有关。一个有预测性的体外疾病模型应该显示相关的代谢特征，如血液葡萄糖调节、胰岛素抗性、脂质代谢、游离脂肪酸积累等。
我们的数据证明，Cellartis Enhanced hiPS-HEP Cells在14天内可以表达预期的标志物和呈现成熟肝脏细胞的功能特征；显示功能性的葡萄糖调节和正常的胰岛素反应；显示功能性的脂质代谢；作为NAFLD模拟，脂肪变性进程。
Technote 2，应用于药物代谢研究：
肝脏相关的药物代谢研究，包括有药物吸收、分布、代谢、排泄、毒性，也被统称为ADME-Tox（absorption, distribution, metabolism, excretion, toxicity）研究。一个有预测性的ADME-Tox研究模型，应该具备一系列的肝脏药物代谢相关特征。
我们的数据证明，Cellartis Enhanced hiPS-HEP Cells在14天内表达药物代谢机制（CYP酶、II相酶、转运蛋白等）；不同批次间差异小，CYP活性水平一致；三种供体来源细胞如预期显示不同的CYP活性谱；在重复给药时，肝毒性化合物的敏感性如预期增强。
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原理都懂，就是分化不出满意的肝脏细胞，怎么破？
（“肝脏细胞模型”专题之03篇）
人iPS细胞来源肝脏细胞作为新型的肝脏细胞模型，因为其可以持续供应相同遗传背景的肝脏细胞而备受瞩目。But，除了直接购买商品化人iPS来源肝脏细胞以外，如何在实验室分化出特定供体来源的肝脏细胞呢？
揭秘定向分化心法先
心法1：高度同质化的起始细胞
心法解读：起始的多能干细胞处于同一生长时期，拥有良好的未分化状态和增殖状态，无背景分化，同步接受后续的分化诱导。
心法2：模拟胚胎发育进程
心法解读：通过添加或调整不同分化阶段的分化诱导试剂，模拟胚胎内的时序变化，不建议使用自发分化的方法（如通过拟胚体EB分化）。
Takara肝脏分化试剂盒：您只管按照Protocol做，分化不出满意的肝脏细胞算我输！
如果您读了专题02篇：《用实力说话，Takara想凭这些数据在肝脏细胞模型界出道》，我想您可能会感慨这些Takara的iPS细胞来源肝脏细胞（Cellartis® Enhanced hiPS-HEP v2 Kit）简直就是别人家的孩子，表达肝脏细胞标志物，显示葡萄糖、脂质代谢调控，具备药物代谢机制相关的CYP活性、II相酶活性等，我们在实验室做不到啊……
没错，这确实要归功于Takara稳定的肝脏定向分化Protocol，不过，这一定向分化方法，我们也做成了商品化的试剂盒在销售。当当当当！它就是：
技术特点一览：
灵活：使用自定义的人iPS细胞来分化（Takara也有多款人iPS细胞在销售）
方便：完整的试剂盒，无需另购试剂；均为即用试剂，无需花时间配制
稳健、易操作：提供标准的操作步骤，无需优化，多种人多能干细胞系测试验证
稳定的功能特性：与人原代肝脏细胞功能相似，详见专题02篇
实验操作一览（建议对照心法理解）：
人多能干细胞（ESCs/iPSCs）培养系统，呈现均匀地、非集落状地、单层生长模式，无集落边缘（集落边缘容易出现分化），确保起始细胞处于高度同质化。
定型内胚层分化试剂盒，支持人多能干细胞向定型内胚层（DE）细胞逐步分化，对应更换试剂盒中第0/1/2/3/4/6天的DE分化诱导试剂，诱导周期是7天。
肝脏分化试剂盒，支持DE细胞向肝脏细胞定向分化，逐步更换试剂盒中的起始培养基（第7天）、前体培养基（第9/11天）、成熟培养基（第14/16天）、维持培养基（第18天及后续），到第21天时，呈现典型的肝脏细胞形态，纯度高达90%。试剂盒中提供的培养基可支持培养至第32天。
这波操作真有这么稳吗？
以下这篇文献Asplund et al. (2015)中，使用Takara的Cellartis® iPS Cell to Hepatocyte Differentiation System（Y30050）成功将多种人iPS细胞系、ES细胞系分化至肝脏细胞，您就瞧好吧。
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天啦噜，这款人原代肝脏细胞培养基简直Amazing! Unbelievable！
（“肝脏细胞模型”专题之04篇）
肝脏细胞模型界的“前浪-人原代肝脏细胞”广泛应用于药物研发、毒性检测等研究中（粉丝基础杠杠的！），可是面对来势汹汹的“后浪-人iPS细胞来源肝脏细胞”，“前浪”原代肝脏细胞该如何接招，才能继续弄潮，不被拍在沙滩上呢？
简单回顾一下“前浪”的特点，优势：拥有成熟的、典型的肝脏细胞特征；短板：①供体材料有限，无法长期稳定供应；②终端分化细胞，无法增殖培养，活性和功能性维持时间较短，成本较高。考虑扬长补短的话，“活性和功能性维持时间”上还可以“抢救”一下。
谈谈人原代肝脏细胞体外培养
当前原代肝脏细胞的体外培养形式有两种：①2D贴壁培养：操作简便，但是培养的肝脏细胞在2-7天会失去表型，几款市面上常用的培养基一般要求每天换液，使用时间也比较有限，开封后效期很短。②3D悬浮培养：使肝脏细胞功能特性维持的时间延长至两周，但是需要制备overlay进行sandwich 培养 (Liu et al. 1999)；或借助生物反应器Bioreactors (Hoffman et al. 2012)；或3D spheroid cultures (Proctor et al. 2017)等，成本较高，操作也比较复杂。市面上销售的商品化原代肝脏细胞，大多都配套有对应的培养体系，不同品牌的细胞和培养液兼容性不高。其实选择何种方式去培养原代肝脏细胞，主要是在“维持培养时长”和“操作简便性”上做权衡，这两项似乎有鱼与熊掌不可兼得的架势。
Takara的无心插柳- Power™ Primary HEP Medium
前几篇向大家介绍了Takara的人iPS细胞向肝脏细胞定向分化技术和商品化的产品，爆个料，其实我们科研团队在研发以上产品过程中，发现只要调整更换人iPS来源肝脏细胞维持培养基中的几个组份，就可以实现在操作简便的2D培养条件下，培养人原代肝脏细胞长达28天。没错，就是前面提到的“鱼与熊掌不可兼得”的问题，好像被我们Takara一不小心解决了，它就是：Power™ Primary HEP Medium
▪ 操作方面：完全培养液，2D贴壁培养，无需overlays进行sandwich培养，无需每天换液（周一、周三、周五换液，周末免换液)，培养液可分装冻存，使用时间更长。
▪ 培养时长方面：体外维持培养28天，保持原代肝脏细胞的存活和代谢活性，如 CYP活性、白蛋白分泌、CYP诱导等，除了应用于肝脏代谢疾病模型和药物相关的ADME-Tox研究以外，可扩充应用到慢性-毒性实验和病毒感染实验方面的研究。
▪ 品牌兼容方面：可支持来自BioreclamationIVT, Lonza, Corning, Thermo Fisher等品牌的原代肝脏细胞维持培养长达28天。
绝不空谈，Technote中测评了大波数据。
一些来自业界大佬们的评价
LONZA：“You found the holy grail”
Sanofi：“The Miracle Medium”
Pfizer：“Magic Juice"
Prof. Geny in University of Groningen: “These are WOW results!”
Draper Labs：“4 weeks with no overlay!!!!!”
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终篇干货，Takara肝脏细胞模型产品指南，请多指教
（“肝脏细胞模型”专题之05篇）
在本专题中，我们一起就肝脏细胞模型和相应的Takara肝脏分化技术做了讨论，小编在此诚心发问：不知在您心中“前浪-人原代肝脏细胞”是否仍是肝脏细胞模型的one pick？以及您认为“后浪-人iPS来源肝脏细胞”是否可以在肝脏细胞模型界凭实力出道？
通往罗马又不是只有一条路，我们希望Takara的“肝脏细胞模型”专题以及肝脏分化技术（肝脏细胞系、维持培养基、肝脏分化系统），可以给您提供更多选择和更多可能性。
最终篇，不说再见，有朝一日若是各位在研究项目中有用到肝脏细胞模型的时侯，请务必知会一声，Takara定当竭尽全力，助您一臂之力。一份现有Takara肝脏细胞模型产品指南奉上，不成敬意。承蒙遇见，毕生有幸！
Tips：
▪ READY-MADE：提供即用的细胞系，包括：
▪ DO IT YOURSELF：提供完善的分化系统，支持人iPS细胞-定型内胚层细胞-肝脏细胞逐步分化
▪ RELATED：衍生的培养基，支持人原代肝脏细胞体外培养28天
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