在之前的类器官系列干货中，小恒为大家详细解析了肠道类器官的分类、培养技术、鉴定方法及其基因表达调控的方法（类器官大揭秘——肠道类器官（1）、类器官大揭秘—肠道类器官（2）之小肠类器官和结肠类器官、类器官大揭秘—肠道类器官（3）鉴定、类器官大揭秘—肠道类器官（4）基因表达载体的应用、类器官大揭秘—结直肠癌类器官）。作为消化系统的重要组成部分，胃不仅在结构上与肠道紧密相连，更因其独特的生理功能—如胃酸分泌、蛋白质消化及免疫防御—在维持整体消化健康中扮演着不可替代的角色。同样地，胃也可以建立相应的类器官模型。本期，我们将介绍胃类器官的细胞来源、培养策略、结构特征及其应用。
1. 胃的主要结构与功能
胃是一个肌肉器官，主要由贲门、胃底、胃体和胃窦（或幽门）四部分组成，胃体是分泌胃酸和消化酶的关键部位，胃窦在分泌激素和黏液方面起重要作用。胃黏膜由上皮层组成，上皮层组织成腺体，从底部到顶部可分为基部、颈部、峡部和小窝四个区域。各区域细胞组成和功能不同，共同维持胃的正常生理功能，在食物消化过程中发挥核心作用。
图1 胃和胃腺体组织[1]
展开剩余85%2. 胃细胞
2.1 胃分化细胞
（1）主细胞：主要位于胃体腺的基部，负责分泌胃蛋白酶原等消化酶，在食物的化学消化中起关键作用，将蛋白质分解为小分子多肽。
（2）壁细胞：主要存在于胃体腺，分泌胃酸。胃酸可激活胃蛋白酶原，促进蛋白质消化，同时营造酸性环境抑制病原体，保护胃肠道免受微生物感染。
（3）内分泌细胞：分散于整个胃腺，分泌胃泌素等多种激素，通过内分泌调节机制，调节胃酸分泌、胃蠕动及胃肠道其他生理功能，维持胃内环境稳定。
（4）颈细胞和小窝细胞：分别位于颈部和小窝区域，主要功能是分泌黏液。黏液在胃黏膜表面形成保护屏障，防止胃酸和胃蛋白酶对胃黏膜的自身消化，抵御机械性和化学性损伤，确保胃黏膜完整性。
2.2 胃干细胞
胃干细胞位于峡部和腺体底部，是胃上皮细胞（胃黏膜）持续更新的关键。
（1）胃窦腺底部：该区域的Lgr5⁺细胞具有干细胞特性，可通过谱系追踪实现自我更新并分化为胃窦上皮的各类细胞，对胃窦上皮细胞的稳定更新意义重大。
（2）胃腺体：峡部的无颗粒未分化细胞被认为可能是干细胞，但尚未完全确定。此外，除Lgr5⁺细胞外，Tff2、Sox2等标记的细胞也可能是胃干细胞，但其具体功能仍需进一步验证。
图2 胃腺体组织[2]
3. 胃类器官的培养与建立
3.1 细胞来源
（1）成体干细胞：从胃腺中分离的成人干细胞是胃类器官的常见来源之一，这些细胞具有分化为胃上皮细胞和其他相关细胞的能力。
（2）iPSC（诱导多能干细胞）和ESC（胚胎干细胞）：通过iPSC和ESC的分化，可以获得具有胃细胞特征的类器官，为研究胃的发育和疾病机制提供了更多的可能性。
图3 胃类器官体外培养[3]
3.2 根据区域分类的胃类器官
（1）胃底类器官
①类器官模型1：主要用于扩增胃底干细胞，富集干细胞，并表达高水平的干细胞标志物，如CD44和Lgr5。
②类器官模型2：将胃上皮类器官与永生化胃间充质细胞共培养，能够维持成熟细胞谱系，分化为多种成熟胃细胞类型（如小窝细胞、颈细胞、主细胞、内分泌细胞和壁细胞），同时减少干细胞的数量。
图4 胃底类器官模型[4]
（2）胃窦类器官
可从胃窦中获得，能在体外长期培养，并保持胃窦组织的基本结构和功能。
3.3 培养条件及方法
培养基中通常包含多种生长因子、营养物质和细胞外基质成分，如表皮生长因子、Wnt 信号激动剂、R - spondin、Noggin 等，这些成分对于胃类器官的生长和分化至关重要。此外，胃类器官的培养需要提供适宜的温度、湿度和气体环境，通常在 37℃、5% CO2的条件下进行培养。目前培养类器官的方法有多种，包括基质胶培养、气液界面培养、维流控培养等方法，为胃类器官的培养提供多种控制条件，并更好地模拟体内环境。
4. 胃类器官的结构与功能
4.1 结构特点
（1）细胞组成：胃类器官包含多种胃细胞类型，如胃上皮细胞、主细胞、壁细胞、颈细胞、内分泌细胞等。这些细胞类型在类器官中呈现出一定的空间分布和组织形式。
图5 人胃类器官在显微镜下的形态[5]
（2）形态结构：胃类器官通常呈现为三维球状结构，由细胞紧密聚集形成。可观察到分层结构，如小窝细胞位于最外层，颈细胞位于中间层，主细胞和壁细胞位于内层，这胃组织的结构相似。
图6 人胃类器官的免疫荧光染色[5]
4.2 功能特性
（1）自我更新：胃类器官中的细胞具有自我更新能力，以维持类器官的生长和稳定。
（2）分化能力：可分化为多种成熟胃细胞类型，模拟胃的生理功能。
（3）生理功能：胃类器官能够对刺激做出反应，例如分泌胃酸、黏液和激素。
（4）药代和疾病模拟：胃类器官能够模拟药物在胃内的反应和代谢过程，以作为药物筛选的模型；也可用于模拟胃疾病的发生和发展过程，如幽门螺杆菌感染、胃癌等，有助于研究疾病的发病机制和病理生理过程。
以上则是本期关于胃类器官的简要介绍，对胃类器官有一个大致的认识，下期小恒将介绍胃类器官的不同培养方法，欢迎持续关注小恒学术~
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参考文献
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