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中国科学家研究构建了具有再生能力的新型类器官

日期: 2021-01-15
浏览次数: 594

       类器官(organoid)是由干细胞衍生出来的类似器官的组织,被认为是构建人工器官或开发新药的下一代技术。它能够在体外模拟体内器官的三维结构和功能,已被广泛应用于功能组织诱导、疾病模型建立、药物筛选等方面的研究,成为过去十年再生医学领域最重要的突破之一。


       但是目前的类器官制备技术存在明显缺陷:尽管模拟了体内稳态环境下干细胞及其分化细胞的相互作用,但无法呈现器官组织损伤再生状态下的变化。在体内损伤诱导的再生过程中,会出现损伤态干细胞来主导组织损伤修复的过程。如何在体外建立能够捕获损伤态干细胞的类器官培养方法,是类器官研究及应用面临的重要挑战。


中国科学家研究构建了具有再生能力的新型类器官


       近日,北京大学生命科学学院邓宏魁教授课题组和李程课题组发表了一项新研究,他们在体外构建了具有损伤再生特征的新型小肠类器官,开发了一组表观遗传调控的化学小分子,能够在小鼠体内促进肠道上皮组织的损伤修复。相关研究结果发表在《Cell Research》杂志上。


       在这项研究中,研究人员基于这一新型类器官模型,进行功能筛选,建立了一个新的培养条件8C,诱导小肠类器官表达损伤再生相关基因,并且生长出更加复杂的三维结构,简称Hyper类器官。与传统类器官相比,Hyper类器官的扩增能力得到了极大增强:连续培养5代之后,小肠干细胞数量相比传统类器官提升了约10000倍。Hyper类器官能够长期传代扩增并保持基因组的稳定性。


       研究人员还通过单细胞转录组测序技术对Hyper类器官中的细胞群体进行解析,发现Hyper类器官中显著富集了肠道干细胞群和修复型干细胞群,证实了Hyper类器官中的细胞具有肠道干细胞的功能。进一步分析发现8C培养条件中的两个表观遗传调控小分子VPA和EPZ6438,通过激活YAP通路下游基因,对类器官获得再生特征发挥了关键的调控作用。此外,还研究了表观遗传调控小分子VPA和EPZ6438的联合处理对体内肠道组织损伤修复的作用。


       该研究在体外建立了新型类器官模型,解决了类器官技术在体外无法模拟损伤再生条件下器官和组织变化的难题。该模型能够捕获并维持器官再生中的损伤态干细胞亚群,同时具备在体外高效扩增和长期维持的能力,为利用类器官技术研究器官再生、建立疾病损伤模型和药物筛选提供了新的途径。


       该研究在体外建立了新型类器官模型,解决了类器官技术在体外无法模拟损伤再生条件下器官和组织变化的难题。同时也揭示了基于化学小分子的表观遗传调控在器官再生中的重要作用。为利用类器官技术研究器官再生、建立疾病损伤模型和药物筛选提供了新的途径。



资讯出处:

[1]Molong Qu, Liang Xiong,et al. Establishment of intestinal organoid cultures modeling injury-associated epithelial regeneration[J].Cell Research,2021,(1).

[2]研究构建了具有再生能力的新型类器官[N].生物谷,2021-01-11.


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