北 京 基 爾 比 生物科技公司主營產品：

Kilby 多通道3D活細胞自動灌流培養系統

Kilby Gravity 微超重力三維細胞培養系統，

動植物/微生物的地面重力環境模擬裝置【可以定制】，

Kilby Bio類器官培養擺動式精密灌注搖床，

Kirkstall Quasi Vivo 類器官3D串聯仿生共培養系統

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（一）人類多能干細胞（hPSC）來源的肝類器官（sc-liver organoids） 和 胰島類器官（sc-islet organoids） 的培養步驟，涵蓋從干細胞起始到成熟類器官的全過程

? 一、sc-肝類器官（sc-liver organoids）

?? 起始細胞：

• 人類胚胎干細胞（hESC，H1系）或誘導多能干細胞（iPSC，WTC-11 或 WTSIi013-A）

?? 培養基準備：

• 干細胞培養：mTeSR 或 E8 培養基 + Geltrex（0.1% v/v）

• 所有階段均在 37°C、5% CO? 條件下進行

?? 分化步驟（共10階段，約30天）：

階段

天數

培養基組成

關鍵因子

1. 定型內胚層

Day 0–1

IMDM/F12 + 1% lipid concentrate + transferrin + Activin A (100 ng/mL) + CHIR99021 (3 μM) + PI-103 (50 nM)

Activin A, CHIR99021

Day 1–3

同上，去除 CHIR/PI-103，僅保留 Activin A

Activin A

2. 肝祖細胞誘導

Day 3–6

IMDM/F12 + N2 + B27(-VitA) + lipid concentrate + FGF2 (10 ng/mL) + BMP4 (20 ng/mL)

FGF2, BMP4

3. 肝母細胞擴增

Day 6–9

同上 + A8301 (5 μM) + HGF (20 ng/mL)

HGF, A8301

4. 肝細胞成熟前期

Day 9–12

同上 + HGF (25 ng/mL) + DMSO (1%)

HGF, DMSO

5. 類器官形成

Day 12–13

用 Accutase 消化細胞 → 轉入 agarose U-bottom microwells → 形成球體

Y-27632, Dexamethasone, ITS, Oncostatin M

6. 肝類器官成熟

Day 13–23

William’s E + 5% FBS + HGF + Oncostatin M + ITS + Dexamethasone

HGF, Oncostatin M

7. 最終成熟

Day 23–33

William’s E + ITS + Dexamethasone + Oncostatin M + NEAA + DAPT（10 μM）

DAPT（Notch抑制劑）

? 二、sc-胰島類器官（sc-islet organoids）

?? 起始細胞：

• 人類胚胎干細胞（H1系）

?? 培養基準備：

• 干細胞培養：Essential 8 medium + Geltrex（1:50稀釋）

?? 分化步驟（共6階段，約30-35天）：

階段

天數

培養基組成

關鍵因子

1. 定型內胚層

Day 0–1

MCDB131 + CHIR99021 (3 μM) + Activin A (100 ng/mL)

CHIR, Activin A

Day 1–4

MCDB131 + Activin A (100 ng/mL)

Activin A

2. 原始腸管

Day 4–6

MCDB131 + VitC (0.255 mM) + IWP2 (1.25 μM) + KGF (50 ng/mL)

KGF, IWP2

3. 后前腸

Day 6–8

MCDB131 + LDN193189 (0.2 μM) + TPPB (0.2 μM) + RA (2 μM) + SANT1 (0.25 μM) + KGF

RA, SANT1, LDN

4. 胰腺前體

Day 8–12

同上，RA降至0.1 μM

RA, SANT1

5. 內分泌前體

Day 12–13

MCDB131 + ALK5抑制劑II (10 μM) + T3 (1 μM) + XXI (1 μM) + Latrunculin A (1 μM)

ALK5抑制劑, T3

Day 13–19

同上，去除Latrunculin A

ALK5抑制劑, T3

6. 胰島成熟

Day 19–26

ESFM（無血清強化培養基）

每日換液

7. 類器官形成

Day 26–33

TrypLE消化 → 轉入超低吸附板 → 搖床培養 → 形成胰島球體【北京基爾比生物公司提供類器官培養精密搖床，適配類器官芯片，細胞培養孔板，玻底培養皿等】

? 三、類器官共培養（on-chip）【北京基爾比生物提供Kirkstall Quasi Vivo 3D串聯芯片仿生共培養系統】

?? 芯片準備：

• 使用 dual-rOoC 芯片（無泵循環微流控平臺）

• 胰島類器官：3–9個/芯片

• 肝類器官：5–15個/芯片

• 基質：Geltrex（15 μL）與類器官混合后注入芯片腔室

?? 共培養基組成（1:1混合）：

• William’s E + MCDB131

• 添加：ITS、Trace Elements A/B、NEAA、GlutaMAX、BSA、ZnSO?

• 不含胰島素（由胰島類器官分泌提供）

• 不含糖皮質激素（避免干擾代謝）

?? 培養條件：

• 每24小時換液

• 37°C、5% CO?

• 可維持共培養 ≥14天，保持功能與代謝活性

? 附：關鍵試劑與供應商（部分）

試劑

供應商

目錄號

Geltrex

Thermo Fisher

A1413201

CHIR99021

Selleckchem

S2924

Activin A

PeproTech

120-14

HGF

PeproTech

100-39H

Oncostatin M

PeproTech

300-10

Dexamethasone

Sigma

D4902

DAPT

Sigma

D5942

William’s E

Gibco

12551-032

ITS

Gibco

51500056

TrypLE

Gibco

12604013

（二）無泵循環微流控平臺（dual pump-less recirculating organ-on-chip, dual-rOoC） 是本文整個研究的核心技術載體

功能類別

具體實現

技術亮點

1. 無泵循環

通過重力驅動+周期性傾斜平臺實現液體循環，無需外接泵或管道

簡化系統結構，提升可擴展性與易用性

2. 雙回路獨立控制

設備內設兩條獨立流體回路，分別培養胰島類器官與肝類器官

可獨立采樣、分析各器官的分泌組

3. 雙向分子交換

兩回路間由多孔膜隔開，允許胰島素、葡萄糖、細胞因子等分子雙向擴散

模擬體內胰島-肝臟代謝對話

4. 模擬代謝疾病狀態

通過添加脂肪酸+果糖構建“肥胖模型"，誘導脂肪堆積、胰島素抵抗

成功復現T2DM/MASLD早期病理特征

5. 藥物測試平臺

在芯片中測試二甲雙胍、托布酰胺、TEPP46等抗糖尿病藥物

結果與臨床/動物模型一致，具備預測性

? 二、結構與設計作用

? 三、在實驗中的具體作用

? 1. 維持類器官功能

• 胰島類器官：持續分泌胰島素與胰高血糖素，響應葡萄糖刺激（GSIS）

• 肝類器官：攝取胰島素、消耗葡萄糖，維持白蛋白/尿素分泌與CYP酶活性

? 2. 模擬代謝對話

• 胰島分泌的胰島素被肝細胞攝取 → 促進肝糖攝取

• 肝糖輸出與胰島激素調節形成閉環 → 維持5–7 mM的生理血糖水平

? 3. 構建疾病模型

• 添加脂肪酸+果糖 → 誘導肝脂肪變性（Nile Red染色證實）

• 胰島素攝取下降 → 模擬胰島素抵抗

• 促炎因子（IL-6、MCP-1）升高 → 模擬慢性低度炎癥狀態

? 4. 藥物響應驗證

? 四、技術優勢總結，Adv. Healthcare Mater. 2024, 13, 2303785

Kirkstall Quasi Vivo®類器官串聯3D仿生共培養系統