正文
类器官(Organoids)通常是指由来自健康个体或患者的多能干细胞(hPSCs)或成体干细胞(AdSCs)进行体外三维(3D)培养的微型结构,概括了人体器官的细胞异质性、结构和功能,但并不是真的人体器官。类器官可以通过与对应器官的类似的空间组织重现对应器官的部分功能,从而提供一个高度生理相关系统。近年来,在
干细胞研究领域
取得的关键进展之一就是类器官体系的发展。尽管类器官技术在研究界的广泛应用依然处于起步阶段,但其作为一种工具在诸多方面有着巨大的潜力,主要包括细胞生物学、再生机制、精准医疗、治疗筛选、基础生物学、疾病建模、疾病病理学以及发育生物学等。因此,类器官研究也将极大地改善人类健康!
为了帮助广大医学科研工作者快速掌握和了解
类器官
研究领域的最新动态,今天就给大家盘点一下
类器官
研究领域
近期发表的 7 篇高分文章,
供大家阅读和学习,希望可以给相关研究领域学者带来新的研究思路
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1. 基因毒性大肠杆菌在类器官和结直肠癌中诱导的基因突变
2024 年 3 月 11 日,荷兰的研究团队在
Cancer Cell
期刊(IF = 50.3)发表了题为:Improved detection of colibactin-induced mutations by genotoxic E. coli in organoids and colorectal cancer 的研究论文,揭示了基因毒性大肠杆菌在类器官和结直肠癌中诱导的基因突变。
图源:
Cancer Cell
研究思路
:
本研究通过使用先前建立的人类类器官共培养系统和全基因组测序确定了一系列 pks
+
大肠杆菌菌株的突变后果,包括 EcN 以及 3 个结直肠癌来源的大肠杆菌菌株。研究人员采用 colibactin DNA 目标基序以及随机模型,以提高对单个 colibactin 诱导突变的检测。研究结果表明,包括 EcN 在内的所有大肠杆菌菌株,都表现出不同程度的致突变活性。另外,该研究结果还表明,患有大肠杆菌引起的突变的患者是在更年轻的年龄被诊断出来的,并且 colibactin 能够诱导一种特定的突变。
图源:
Cancer Cell
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.ccell.2024.02.009
2. 微胶质细胞和类器官模型在理解自闭症谱系障碍(ASD)中的作用
2024 年 3 月 18 日,美国普渡大学药学院药物化学和分子药理学系的研究团队在
Molecular Psychiatry
期刊(IF = 11.9)发表了题为:Microglial over-pruning of synapses during development in autism-associated SCN2A-deficient mice and human cerebral organoids 的研究论文,揭示了微胶质细胞在 SCN2A 缺陷相关的小鼠模型和人类细胞中的过度突触修剪中发挥了关键作用。
图源:
Molecular Psychiatry
研究思路
:
本研究开发了一种 SCN2A 基因缺陷的小鼠模型,该模型显示出与自闭症谱系障碍(ASD)相关的显著行为和神经元表型,包括学习和记忆能力受损以及突触传输和脊柱密度降低。为了将研究结果进一步扩展到人类,研究人员建立了一个包含微胶质细胞的人脑类器官模型,该模型携带了在 ASD 儿童中发现的 SCN2A 突变。研究发现,携带 SCN2A 突变的类器官中的人类微胶质细胞也表现出了在小鼠模型中观察到的相同突触消除增加的现象。本研究认为微胶质细胞在 SCN2A 缺陷相关的小鼠模型和人类细胞中的过度突触剪裁中发挥了关键作用。
图源:
Molecular Psychiatry
文章链接:https://www.nature.com/articles/s41380-024-02518-4
3. 人类胎儿脑组织可以在体外自组织形成类器官
2024 年 1 月 8 日,荷兰的研究团队在
Cell
期刊(IF = 64.5)发表了题为:Human fetal brain self-organizes into long-term expanding organoids 的研究论文,揭示了从人类胎儿脑组织中建立可体外长期扩增的类器官 FeBOs 拥有可靠的分子特征与细胞组成,并能在体外自组织成 3D 层级结构。
图源:
Cell
研究思路
:本
研究采用处于神经发育早中期的健康人类胚胎脑组织(12-15 孕周),将其切成 1-2 毫米小块置于无血清、无细胞外基质培养基(包含 EGF,FGF-2,FGF-10)培养,4-8 天内可形成具有明晰分界的 3D 结构,并具有类似组织的形态。此外,研究人员进一步通过神经发育相关标志物以表征类器官的体外自我组装(FeBOs),结果表明神经干细胞/祖细胞往往位于 FeBOs 边缘,而神经细胞则向中央分布。除此之外,星形胶质细胞、外侧放射状胶质细胞(oRGs)也有分布。该研究证实了从人类胎儿脑组织中建立可体外长期扩增的类器官 FeBOs 拥有可靠的分子特征与细胞组成,并能在体外自组织成 3D 层级结构。
图源:
Cell
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.12.012
4. 基于新型 RGD-丝素蛋白-DNA 水凝胶微球(RSD-MS)构建软骨类器官前体
2024 年 3 月 8 日,上海大学转化医学研究所/上海交通大学医学院附属新华医院的研究团队在
Bioactive Materials
期刊(IF = 18.9)发表了题为:Boosting cartilage repair with silk fibroin-DNA hydrogel-based cartilage organoid precursor 的研究论文,揭示了 RSD-MS 可作为一种构建和长期培养软骨类器官的理想材料,为软骨再生和组织工程提供了一种材料选择与创新策略。
图源:
Bioactive Materials
研究思路
:
本研究采用光交联与自组装技术的微流控集成系统制备了一种新型的 RGD-丝素蛋白-DNA 水凝胶微球(RSD-MS)并基于此构建了软骨类器官前体(COP)。研究人员制备的 RSD-MS 具有均一的粒径分布、良好的溶胀性能和适宜的降解性。此外,研究人员通过阿利新蓝染色和免疫荧光染色等实验证明,RSD-MS 在促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)向软骨细胞分化方面表现出高度的生物活性,且 BMSCs 在微球表面培养 14 天后可形成 COP。最后,研究人员还将 RSD-MS 和 COP 植入 SD 大鼠关节软骨缺损模型中进行软骨修复功能验证,结果显示 COP 可以加速软骨再生修复。总而言之,该研究证实了 RSD-MS 可作为一种构建和长期培养软骨类器官的理想材料,为软骨再生和组织工程提供了一种材料选择与创新策略。