背景知识

类器官是近年来兴起的一种体外三维细胞培养模型，能够在结构和功能上高度模拟真实器官，广泛应用于发育生物学、疾病机制研究、药物筛选及宿主-微生物互作等领域。目前，小鼠、人类和鸡等物种的肠道类器官培养体系已相对成熟，但鸭作为我国乃至全球重要的水禽养殖动物，其肠道类器官研究尚属空白。由于鸭与鸡在肠道发育、生理结构和代谢需求等方面存在显著差异，亟需建立适用于鸭的专属类器官模型，以推动水禽肠道健康和营养研究的发展。

研究方法

本研究以26–27日龄鸭胚小肠为材料，系统比较EGTA、EDTA和Ⅰ型胶原酶三种消化液对隐窝的分离效果，随后采用悬浮培养、Matrigel包埋及气–液界面三种方式培养类器官，并以形态、数量和细胞活性为指标筛选最优方案；进一步用ENR、OGM和含CHIR99021+LDN193189的CL培养基进行比对，通过添加不同来源鸭血清（雏鸭、产蛋鸭、公鸭）及小分子调控因子（Activin A、SB203580、SB431542、ZINC00881524、VA/RA），结合qPCR检测干细胞与分化标志基因（LGR5、CHGA、LYZ、SI、MUC2）和免疫荧光染色，逐步优化培养体系并验证其多细胞分化能力。

研究结果

EGTA分离的鸭肠隐窝结构完整、产量高，后续类器官面积与细胞活性显著优于EDTA和胶原酶；悬浮培养所得类器官直径更大、分化更充分，细胞活性最高，显著优于包埋与气–液界面法；CL小分子培养基可替代昂贵ENR，维持类器官长期生长并促进杯状、潘氏和内分泌细胞分化；0.5 %雏鸭血清可进一步提升干细胞标志表达和类器官形成；适量SB203580、VA/RA显著增强分化标志基因表达并延长培养窗口，而高浓度VA/RA则诱导凋亡，从而确立了一套可重复、高效且成分明确的鸭肠道类器官培养体系。

结论

本研究成功构建了首个可重复的鸭肠道类器官培养系统，确定了最优的隐窝分离方法（EGTA）、培养方式（悬浮培养）与培养基配方（CL+雏鸭血清+SB203580+VA/RA）。该系统可稳定生成包含干细胞、杯状细胞、潘氏细胞、肠上皮细胞、内分泌细胞等多类型细胞的类器官结构，具备分化与功能模拟能力。

意义

该研究首次建立了可重复、成分明确的鸭肠道类器官培养体系，填补了水禽肠道体外模型的空白，为深入解析鸭肠道发育机制、营养吸收规律及病原-宿主互作提供了全新平台，同时可加速饲料添加剂、益生菌和药物筛选的精准评估，推动减少抗生素使用、提升鸭群肠道健康和养殖效益，对促进我国水禽产业高质量、可持续发展具有重要科学价值与应用前景。

参考来源：Tang, R.; Luo, X.; Zhang, L.; Liang, Z.; Wu, Y.; Liu, J.; Pi, J.; Zhang, H. Construction of a Duck Intestinal Organoid Culture System: From Crypt Isolation to Medium Optimization. Animals 2025, 15, 3145.