Noggin：类器官培养的“守门员”与干细胞命运的精准调控者

在类器官技术飞速发展的今天，这一三维体外模型已成为疾病研究、药物开发和再生医学的“革命性工具”。然而，类器官的成功构建不仅依赖于干细胞的潜能，更离不开关键细胞因子的精密调控。其中，Noggin作为类器官培养的“守门员”，凭借其独特的生物学功能，成为维持干细胞特性、驱动器官结构形成的核心因子。那么Noggin的科学价值及其在类器官研究中的不可替代性是什么样子的呢？一起随着小编来看看吧～

一、 什么是Noggin？

Noggin是一种分泌型同二聚体糖蛋白，最早在非洲爪蟾胚胎发育研究中被发现，因其能够抑制骨形态发生蛋白（BMP）信号而得名。在哺乳动物中，Noggin通过与BMP家族蛋白（如BMP-2、BMP-4、BMP-7等）高亲和力结合，阻断其与受体的相互作用，从而调控胚胎发育、骨骼形成及神经系统的分化。研究表明，Noggin在成体组织中仍发挥重要作用，尤其在维持干细胞微环境的动态平衡中不可或缺。

Noggin结构核心体与BMP受体结合示意图

二、 为何Noggin在类器官培养中必不可少？

1. 抑制BMP信号，维持干细胞干性
类器官的核心是干细胞的自我更新能力，而BMP信号通路的激活会驱动干细胞向终末分化细胞转变。Noggin通过抑制BMP信号，有效维持干细胞的未分化状态，为类器官的长期扩增提供基础。例如，在肺类器官培养中，缺乏Noggin会导致肺泡上皮细胞过早分化，破坏三维结构的完整性。

Noggin抑制细胞增殖的分子机制

2. 协同Wnt信号，构建器官发育微环境

类器官的发育需要多信号通路的协同作用。Noggin与Wnt3a、R-spondin等因子的组合（经典培养方案WENR），可模拟体内干细胞生态位的信号平衡。在肠道类器官中，Noggin抑制BMP的同时，间接增强Wnt/β-catenin信号，促进隐窝干细胞的增殖与隐窝-绒毛轴的形成。

Noggin与信号通路简图

3. 广泛适用于多器官模型构建

2021年，类器官技术被正式纳入国家“十四五”科技创新规划重点专项，标志着其在生命科学领域的战略地位。随着研究热度持续攀升，如何实现类器官的体外高效构建成为技术突破的关键。目前，国际公认的类器官标准培养体系为WNER方案（由Wnt-3a、Noggin、EGF和R-Spondins四类因子组成），通过对这些因子的浓度调控与组合优化，该方案可适配超过90%的类器官模型构建需求

WENR 方案用于多种类器官培养

其中，Noggin作为Wnt与BMP信号通路的双重调控枢纽，在维持干细胞微环境稳态中具有不可替代性：一方面，它通过拮抗BMP信号抑制细胞过早分化；另一方面，其与Wnt通路的协同作用可驱动三维结构的极性形成。研究显示，从消化道（小肠、胃、肝脏）到呼吸系统（肺）、内分泌器官（胰腺），乃至前列腺、乳腺等腺体类器官，甚至高度复杂的脑类器官培养体系，Noggin均被列为必需的核心组分。例如在肠道类器官中，缺乏Noggin会导致绒毛上皮细胞异常增生，而精准调控其浓度则可重现隐窝-绒毛轴的空间分化特征。

Noggin应用培养示意图

三、 选择高质量Noggin四大理由

1、高特异性：优质Noggin可高效拮抗BMP-2/4/7，避免非靶标效应干扰实验结果；

2、批次稳定性：严控生产工艺，确保不同批次间活性一致，减少实验重复性偏差；

3、无动物源性：采用重组蛋白技术生产，杜绝外源污染风险，符合临床前研究规范；

4、多模型验证：已在肠、胃、肝、肺等多种类器官中完成功能验证，支持结构形成与长期传代。

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