在類器官技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這一三維體外模型已成為疾病研究、藥物開發(fā)和再生醫(yī)學(xué)的“革命性工具”。然而，類器官的成功構(gòu)建不僅依賴于干細(xì)胞的潛能，更離不開關(guān)鍵細(xì)胞因子的精密調(diào)控。其中，Noggin作為類器官培養(yǎng)的“守門員”，憑借其的生物學(xué)功能，成為維持干細(xì)胞特性、驅(qū)動器官結(jié)構(gòu)形成的核心因子。那么Noggin的科學(xué)價(jià)值及其在類器官研究中的不可替代性是什么樣子的呢？一起隨著小編來看看吧～

一、 什么是Noggin？

Noggin是一種分泌型同二聚體糖蛋白，最早在非洲爪蟾胚胎發(fā)育研究中被發(fā)現(xiàn)，因其能夠抑制骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）信號而得名。在哺乳動物中，Noggin通過與BMP家族蛋白（如BMP-2、BMP-4、BMP-7等）高親和力結(jié)合，阻斷其與受體的相互作用，從而調(diào)控胚胎發(fā)育、骨骼形成及神經(jīng)系統(tǒng)的分化。研究表明，Noggin在成體組織中仍發(fā)揮重要作用，尤其在維持干細(xì)胞微環(huán)境的動態(tài)平衡中。

Noggin結(jié)構(gòu)核心體與BMP受體結(jié)合示意圖

二、 為何Noggin在類器官培養(yǎng)中？

1. 抑制BMP信號，維持干細(xì)胞干性
類器官的核心是干細(xì)胞的自我更新能力，而BMP信號通路的激活會驅(qū)動干細(xì)胞向終末分化細(xì)胞轉(zhuǎn)變。Noggin通過抑制BMP信號，有效維持干細(xì)胞的未分化狀態(tài)，為類器官的長期擴(kuò)增提供基礎(chǔ)。例如，在肺類器官培養(yǎng)中，缺乏Noggin會導(dǎo)致肺泡上皮細(xì)胞過早分化，破壞三維結(jié)構(gòu)的完整性。

Noggin抑制細(xì)胞增殖的分子機(jī)制

2. 協(xié)同Wnt信號，構(gòu)建器官發(fā)育微環(huán)境

類器官的發(fā)育需要多信號通路的協(xié)同作用。Noggin與Wnt3a、R-spondin等因子的組合（經(jīng)典培養(yǎng)方案WENR），可模擬體內(nèi)干細(xì)胞生態(tài)位的信號平衡。在腸道類器官中，Noggin抑制BMP的同時(shí)，間接增強(qiáng)Wnt/β-catenin信號，促進(jìn)隱窩干細(xì)胞的增殖與隱窩-絨毛軸的形成。

Noggin與信號通路簡圖

3. 廣泛適用于多器官模型構(gòu)建

2021年，類器官技術(shù)被正式納入國家“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃重點(diǎn)專項(xiàng)，標(biāo)志著其在生命科學(xué)領(lǐng)域的戰(zhàn)略地位。隨著研究熱度持續(xù)攀升，如何實(shí)現(xiàn)類器官的體外高效構(gòu)建成為技術(shù)突破的關(guān)鍵。目前，類器官標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)體系為WNER方案（由Wnt-3a、Noggin、EGF和R-Spondins四類因子組成），通過對這些因子的濃度調(diào)控與組合優(yōu)化，該方案可適配超過90%的類器官模型構(gòu)建需求

WENR 方案用于多種類器官培養(yǎng)

其中，Noggin作為Wnt與BMP信號通路的雙重調(diào)控樞紐，在維持干細(xì)胞微環(huán)境穩(wěn)態(tài)中具有不可替代性：一方面，它通過拮抗BMP信號抑制細(xì)胞過早分化；另一方面，其與Wnt通路的協(xié)同作用可驅(qū)動三維結(jié)構(gòu)的極性形成。研究顯示，從消化道（小腸、胃、肝臟）到呼吸系統(tǒng)（肺）、內(nèi)分泌器官（胰腺），乃至前列腺、乳腺等腺體類器官，甚至高度復(fù)雜的腦類器官培養(yǎng)體系，Noggin均被列為必需的核心組分。例如在腸道類器官中，缺乏Noggin會導(dǎo)致絨毛上皮細(xì)胞異常增生，而精準(zhǔn)調(diào)控其濃度則可重現(xiàn)隱窩-絨毛軸的空間分化特征。

Noggin應(yīng)用培養(yǎng)示意圖

三、 選擇高質(zhì)量Noggin四大理由

1、高特異性：優(yōu)質(zhì)Noggin可高效拮抗BMP-2/4/7，避免非靶標(biāo)效應(yīng)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

2、批次穩(wěn)定性：嚴(yán)控生產(chǎn)工藝，確保不同批次間活性一致，減少實(shí)驗(yàn)重復(fù)性偏差；

3、無動物源性：采用重組蛋白技術(shù)生產(chǎn)，杜絕外源污染風(fēng)險(xiǎn)，符合臨床前研究規(guī)范；

4、多模型驗(yàn)證：已在腸、胃、肝、肺等多種類器官中完成功能驗(yàn)證，支持結(jié)構(gòu)形成與長期傳代。

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