在类器官培养实验中，许多研究人员可能会面临干细胞的两种极端情况：一方面，干细胞可能过度自我更新，导致细胞类型单一，分化能力受到限制；另一方面，干细胞也可能过度分化，增殖能力不足，难以维持类器官的长期成长。更为重要的是，人体内部的器官也需在增殖与分化之间保持平衡，若无法有效控制类器官的增殖与分化，就无法准确模拟真实器官的功能。那么，如何在类器官的培养中更好地实现增殖与分化的平衡呢？

近期，一项发表于《Nature Communications》的研究成果为这一问题提供了新的思路。研究团队开发了一种新型的肠类器官培养系统，能够在统一的培养条件下实现干细胞的快速生长与细胞多样性的提高，从而尽量达到干细胞自我更新与分化之间的平衡。该研究的核心理念是假设增强类器官的分化潜能就等于增强干细胞的分化能力。为了构建兼具细胞多样性与高增殖能力的类器官培养系统，研究团队利用CRISPR-Cas9技术构建LGR5-mNeonGreen报告系统，筛选出能够显著提升LGR5+干细胞比例的小分子组合，并验证这些条件下的细胞多样性及体内器官的相似性。

通过在最佳小分子组合的培养条件下，施加抑制剂及其他小分子，研究团队调节了干细胞分化与增殖之间的平衡，最终构建出兼顾增殖能力与细胞多样性的人类小肠类器官（hSIO）系统。基于这一研究思路，科研人员通过建立“干性”增强的类器官系统，以及小分子功能分析与信号通路调节等方法，精准分析出哪些小分子及细胞因子的特定组合能增强细胞的多样性分化，并初步探究了关键小分子的作用机制。

可以看出，实现类器官增殖与分化的平衡并非易事，必须从类器官培养系统的分子层面进行深入分析，才能使体外类器官模型更贴近体内真实器官，取得理想的实验效果。

团队研究方法概述

一、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，优化小分子与生长因子的组合以模拟干细胞的体内生态环境。研究发现，曲古霉素A（TSA）、2-磷酸-L-抗坏血酸（pVc）与CP673451（CP）这三种小分子的组合能显著提升LGR5阳性细胞的比例。

二、在TpC条件下产生多样化与可塑性的细胞类型：单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析表明，在TpC系统中生成的类器官在组成与结构上与体内器官高度相似，表明TpC系统有效支持类器官内动态且可塑的肠道细胞群的产生，具备多谱系生成与细胞可塑性的潜力。

三、小分子在系统建设中的关键作用：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HDACMBD-NuRD复合物增强LGR5干细胞的维持，而iBET-151则能可逆地促进细胞增殖，抑制分泌细胞的分化。

四、施加特定的信号调节分子以实现类器官谱系的转变：通过调节Wnt、Notch与BMP等信号通路，研究人员能够反向调节分泌细胞的分化，转变为增强增殖的肠上皮细胞系，亦可单向分化为特定的肠道细胞类型。

在此背景下，尊龙凯时提供了全套类器官培养所需的试剂与基质胶，旨在助力科研人员在类器官研究领域取得更大进展。