复杂的器官模型在实验室培育

复杂的器官模型在实验室培育
类器官模型通常与真正的胚胎组织惊人地相似。图示(从左起):三维重建类器官内的血管网络,带有血管(红色)和脑干细胞(绿色)的类大脑器官和带有血管(红色)和肿瘤细胞(绿色)的类肿瘤器官。解剖学与细胞生物学研究所。图片来源:für解剖学与泽尔生物学研究所

Würzburg大学的科学家们已经成功地用干细胞制造出了人类组织。它们具有与正常组织相似的复杂性,并且远远优于以前的结构。

2006年,日本研究人员提出了一种新的创造方法通过连接的表观遗传重编程.他们的发现产生了一种非常有价值的细胞类型,科学家可以用它在皮氏培养皿中培养人体的所有细胞。

当培养这些所谓的“诱导多能干细胞”(iPS细胞)作为三维细胞聚合体时,通过选择性地添加生长因子,就可以产生功能性的微型人体器官,即所谓的类器官。在过去的几年里,这项技术已经被用于创建细胞培养模型的肠,肺,肝,肾和大脑,例如。

以前的类器官仍然不完整

这种类器官模型通常与真正的胚胎组织惊人地相似。然而,由于缺乏,大多数仍然是不完整的还有结构,由结缔组织组成的器官的支撑框架。例如,组织缺乏血管和.在胚胎发育过程中,所有这些细胞类型和结构都处于不断交换的过程中,它们相互影响,从而促进组织和器官的发育和成熟。疾病也通常在不同细胞类型参与的组织环境中进化。因此,基质成分的选择性合并,特别是功能血管的合并,将促进已经建立的类器官模型的成熟。

来自Würzburg大学的科学家们现在在开发这种复杂的类器官方面迈出了重要的一步。解剖学家Philipp Wörsdörfer博士和解剖学与细胞生物学研究所所长Süleyman Ergün教授负责这个项目。在杂志上发表的一篇文章中科学报告2019年11月初,两位研究人员展示了他们的工作结果。

中胚层干细胞使微型器官完整

“我们用了一个小伎俩来达到我们的目标,”菲利普解释道,Wörsdörfer。“首先,我们从多能干细胞中创造了所谓的中胚层祖细胞。”在适当的条件下,这种祖细胞能够产生血管、免疫细胞和结缔组织细胞。

为了证明中胚层祖细胞的潜力,科学家们将这些细胞与肿瘤细胞以及大脑细胞混合在一起这是之前从人类iPS细胞中产生的。这种混合物在有功能的培养皿中生长形成复杂的三维肿瘤或脑类器官结缔组织,在脑组织中,还有大脑特异性免疫细胞,也就是所谓的小胶质细胞。

Süleyman Ergün说:“在未来,用这种新技术生成的微型器官模型可以帮助科学家了解疾病发生的过程,并在将治疗物质用于动物和人类患者之前更详细地分析它们的效果。”这将使动物实验的数量减少。此外,器官模型有助于更好地理解加工和生长组织可以有效移植,因为他们已经有一个功能的血管系统。


进一步探索

移植人类干细胞的更好方法

更多信息:菲利普Wörsdörfer等。通过合并中胚层祖细胞生成复杂的人体类器官模型,包括血管网络,科学报告(2019)。DOI: 10.1038 / s41598 - 019 - 52204 - 7
期刊信息: 科学报告

引用:实验室生长的复杂器官模型(2019年,11月19日),检索自2022年6月5日//www.pyrotek-europe.com/news/2019-11-complex-grown-lab.html
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