干细胞研究-应用案例
《Nature communications》丨日本东京大学医学科学研究所Hideki Taniguchi团队发现胎盘来源因子可促进人诱导多能干细胞源性肝类器官祖细胞扩增
发布时间：2026-02-05
2025年3月，日本东京大学医学科学研究所再生医学部Hideki Taniguchi研究团在 《Nature communications》在线发表题为“Placenta-derived factors contribute to human iPSC-liver organoid growth”的研究论文。文章通过基于小鼠发育过程分析探索 hiPSC 源性肝类器官祖细胞扩张的优化策略，对小鼠胚胎血流灌注和氧水平进行可视化观察，分析人与小鼠胎盘 - 肝脏相互作用以鉴定胎盘来源因子，将 IL1α 等胎盘来源因子作用于缺氧条件下的 hiPSC 源性肝类器官及小鼠胎肝，并开展后续复氧实验评估祖细胞扩张对类器官大小和功能的影响，发现小鼠肝母细胞扩张期间存在短暂缺氧环境且该阶段胎盘表达多种生长因子，其中 IL1α 在缺氧条件下可有效诱导 hiPSC 源性肝类器官和小鼠胎肝的祖细胞扩张，且经 IL1α 诱导扩张的祖细胞能提升 hiPSC 源性肝类器官的大小和功能；明确了缺氧条件下胎盘来源因子处理可诱导祖细胞扩张，是优化人类类器官培养的关键技术，为解决 hiPSC 源性类器官大小和功能受限问题、推动其在再生医学中的应用提供了实验依据。
低氧条件是本研究揭示 hiPSC 源性肝类器官祖细胞扩张机制、解决类器官大小与功能受限问题的核心生理依据与关键实验条件，贯穿研究设计与核心结论形成全流程。低氧是胎盘来源因子发挥作用的必要协同条件。研究证实，胎盘来源的 IL1α 等因子需在低氧环境（胶内 1%–5% O₂）中才能诱导 hiPSC 源性肝类器官及小鼠胎肝的祖细胞扩张，脱离低氧条件，胎盘来源因子无法充分激活祖细胞增殖通路，后续类器官大小与功能提升更无从实现。
迈沃德低氧工作站凭借其稳定的氧浓度调控能力，成为干细胞类器官低氧研究核心设备支撑。设备氧气调控范围覆盖 0.1%-23%，可按需灵活设置干细胞类器官研究中所需的多种氧浓度条件 ，同时能维持 5% CO₂、37℃恒温恒湿的细胞培养环境，满足 hiPSC 源性肝类器官等三维干细胞类器官的长期包埋培养需求。其稳定的氧浓度控制体系与快速气体置换技术，能有效避免传统低氧培养中易出现的氧分压漂移、胶内氧浓度不均、缺氧环境波动等问题，确保不同氧浓度条件下类器官培养实验的重复性与一致性。该设备可精确复现干细胞类器官发育所需的体内缺氧微环境（如肝、脑、肾等器官发育过程中的生理性缺氧区域），为解析缺氧介导的干细胞类器官祖细胞增殖机制、优化胎盘来源因子等调控分子的作用条件、开发稳健干细胞类器官培养技术提供了可靠的实验环境保障，是连接干细胞类器官基础研究与再生医学临床转化（如器官替代、药物筛选）的关键设备支撑。
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