再生泉编译:生长在实验里的人类肠道器官

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在实验室中,可诱导多能干细胞生长为功能性人类肠道组织,科学家们认为这对研究人类肠道组织及其疾病提供了前所未有的机会,并且对于肠道组织的移植迈出了重要的一步。

该项研究是由辛辛那提儿童医院医疗中心的发展生物系高级研究员 James Wells 博士领导,研究已在 12 月 12 日发表在 Nature 上。Wells 认为作为首次研究,它表明:人类多能干细胞可在细菌培养皿中有效地形成具有三维结构、以及细胞成分与肠道组织相当类似的人类组织。

他说,他和他的团队希望这些发现能形成对人类疾病有益的治疗,如坏死性小肠结肠炎、炎症性肠病和短肠综合症。

对于这个研究,研究者使用两种类型的多潜能干细胞:人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞,后者主要是重新编程由活检获得的人类皮肤细胞。通过使用两种干细胞,研究者认为他们能进一步测试和比较干细胞 “ 能 ” 以及 “ 不能 ” 转化的细胞类型的范围,以及他们转化的过程。

他们使用化学制品和成长因子蛋白质,创造类似于在胚胎肠道发展中存在环境的实验室环境。

首先,他们将转化的多能干细胞转化为被称为定型内胚层的胚胎细胞类型 - 形成食道、胃、肠道以及肺、胰腺和肝脏的内膜。

之后他们将内层细胞转化为 “ 后肠原祖 ” 细胞 hindgut progenitor,将其置于促进肠道生长的细胞培养体系中。

第 28 天,培养的细胞已经形成了一个 3D 组织结构,看起来像胎儿肠道组织,包括各种主要类型的肠道细胞,包括肠上皮细胞、杯状细胞、帕内特(Paneth)细胞和肠内分泌细胞。该组织继续发展为人类肠组织的一般特性,比如吸收和分泌能力,以及形成人类肠组织特有的干细胞。Wells 说他和他的团队以及其他世界范围内科学家将使用这种方法,以研究肠道如何在人类体内正常生长,以及肠道疾病的病因。

在动物测试中,他们正致力于建立在肠道疾病:如短肠综合征中移植为基础的治疗方法是否有效。如果是有效的,他们打算开始人类的临床试验。另一个潜在的应用是研究肠道如何吸收药物,从而改善口服药物的疗效。

他们打算从先天异常的病人体内制造 ips 细胞,在肠道生长过程中找到肠道疾病的病因。其想法在于研究者有可能对此过程进行干预,纠正缺陷并保证健康组织的形成。

对于患有肠道退化性疾病的患者提供替代组织,这是一个很好的首要步骤。
 

Additional sources: Cincinnati Children's Hospital Medical Center press release, Nature News.

Written by: Catharine Paddock, PhD
Copyright: Medical News Today

 

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