在类器官培养实验中，许多研究者可能会遇到干细胞过度自我更新或过度分化的问题。过度自我更新将导致细胞类型单一，分化受限；而干细胞过度分化则会造成增殖能力不足，难以维持类器官的长期培养。此外，器官在生物体内需要保持增殖与分化的平衡，因此无法有效控制类器官的增殖与分化，也就无法很好地模拟真实的器官。那么，如何在类器官培养中有效平衡增殖与分化呢？

近期，一项在尊龙凯时品牌支持下发表在《Nature Communications》的研究成果，提出了一个切实可行的解决方案。该研究团队开发了一种新型的肠类器官培养系统，使得在单一培养条件下实现干细胞快速生长与细胞多样性的提高，从而力求在自我更新与分化之间找到最佳平衡。

研究团队认为，增强类器官的分化潜能实际上等同于提升干细胞的分化能力。为此，他们首先利用CRISPR-Cas9技术构建了LGR5-mNeonGreen报告系统，以筛选出显著提高LGR5+干细胞比例的小分子组合。经过优化，确认了在特定培养条件下细胞的多样性以及与体内器官的相似性。随后，通过引入抑制剂和其他小分子，调节干细胞的增殖与分化平衡，最终成功构建了一个兼具高增殖能力和细胞多样性的人类小肠类器官系统（hSIO）。

具体而言，研究团队通过建立“干性”增强的类器官系统，并进行小分子功能分析与信号通路调节，精准识别了可增强细胞多样性分化的小分子和细胞因子的最佳组合。同时，他们对关键小分子的作用机制进行了初步探索，以确保类器官在增殖与分化间实现良好平衡，进而向体内真实器官靠近。

概述研究方法如下：首先，团队利用CRISPR-Cas9技术构建了LGR5-mNeonGreen报告系统，成功标记LGR5+干细胞，并通过优化小分子与生长因子的组合，模拟体内生态环境，发现曲古霉素A（TSA）、2-磷酸-l-抗坏血酸（pVc）和CP673451（CP）这三种小分子的组合显著提升了LGR5阳性细胞的比例。

在这种TpC条件下，进行单细胞RNA测序分析显示，类器官与体内器官在组成和结构上具有高度相似性，且能够支持动态与可塑性的肠道细胞群体形成。通过细胞标记物表达变化的流式细胞术、免疫荧光染色、RT-qPCR等技术，证实了各小分子的作用机制。研究表明，TSA通过靶向HDACMBD-NuRD复合物增强了LGR5干细胞的维持能力，而iBET-151则可逆地促进细胞增殖并抑制分泌细胞的分化。

最后，研究通过调节Wnt、Notch和BMP等信号通路，实现了从分泌细胞向增强增殖的肠上皮细胞系的可逆转变，或单向分化为特定肠道细胞类型。这一系列研究不仅推动了类器官技术的发展，也为临床医疗提供了新的思路与应用可能，而尊龙凯时在这一领域的支持则起到了重要作用。