类器官
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Cell重磅:华人团队首次从iPSC构建出高度血管化的肺和肠道类器官,一作已回国加入中科院
生物世界· 2025-07-01 12:04
类器官研究进展 - 2009年荷兰Hubrecht研究所首次使用小鼠肠道成体干细胞培育出肠道类器官,开创类器官研究时代 [1] - 目前类器官普遍缺乏器官特异性和功能性血管网络,尤其肺和肠道等内胚层器官,限制其在疾病建模和治疗应用 [1] - 2025年顾名夏团队和郭敏哲团队合作在Cell发表研究,首次通过人类iPSC成功构建高度血管化的肺和肠道类器官 [1][2] 技术突破 - 研究突破传统类器官缺乏功能性血管和器官特异性间充质的瓶颈,模拟人类胚胎早期多胚层协同发育 [2] - 传统方法需添加十余种因子,新方法培育肺类器官仅需1种抑制剂Noggin,肠道类器官仅需3种激活剂CHIR99021、FGF4和VEGFA [13] - 3D培养球内细胞自发分泌血管生长信号分子,自然形成血管网络,血管具有器官特异性功能:肺血管形成紧密屏障模拟气体交换,肠道血管呈现高渗透性利于营养吸收 [13] 应用价值 - 血管化类器官移植到小鼠体内后与宿主循环系统结合,实现血液灌注,首次使类器官血管具备体内循环能力 [13] - 可用于研究疾病背景下异常细胞间相互作用,如模拟肺泡毛细血管发育不良伴肺静脉错位(ACDMPV)等先天性肺部疾病 [14] - 同步构建的肠类器官重现患者伴发的肠旋转不良,首次实现同一平台模拟多器官互作疾病 [14] 研究亮点 - BMP介导的中胚层-内胚层共分化对器官特异性血管系统至关重要 [15] - 器官特异性血管系统支持内胚层类器官发育和成熟 [15] - 血管化类器官具有人类胎儿肺和肠的特征 [15] - 血管化类器官模型可模拟FOXF1疾病中异常的内皮-上皮细胞间相互作用 [15] 研究团队 - 论文第一作者兼共同通讯作者苗一非博士,现为中国科学院动物研究所人类器官生理病理模拟装置(HOPE)研究员 [2][5] - 苗一非2012年毕业于北京大学医学部,2025年全职加入中科院动物所,研究方向为利用干细胞和类器官模型进行血管及心肺系统疾病机制探索 [5] - 共同第一作者谈诚博士现为北京大学人民医院妇产科主治医师 [2]
Nature:类器官重磅突破,首次生成具有代谢功能的成人肝细胞类器官,为肝病建模和治疗带来新平台
生物世界· 2025-04-28 12:04
肝脏类器官研究突破 - 庆应义塾大学团队成功从冷冻保存的成人肝细胞培养出具有代谢功能的肝细胞类器官,突破传统肝细胞仅维持1-2周功能的限制[2][3] - 使用抑瘤素M(OSM)处理使肝细胞类器官增殖量达百万倍,并维持分化能力长达半年[2][3] - 类器官形成类似肝脏的索状结构和胆小管网络,具备葡萄糖、尿素、胆汁酸、胆固醇等合成功能,代谢能力与体内肝细胞相当[4] 技术机制与功能验证 - Wnt/STAT3信号通路联合激活实现肝细胞类器官长期自我更新,YAP激活促进增殖但会导致胆管细胞分化[3] - OSM激活的STAT3既能诱导肝细胞增殖(百万倍),又抑制胆管化生并维持肝脏特性[3] - 类器官成功异种移植至肝功能失调小鼠体内,完全替代原有肝细胞并恢复功能[9] 疾病建模与治疗潜力 - 类器官可模拟代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD),药物治疗后脂质消失,为肝病研究提供新模型[6] - 通过基因编辑构建鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症模型,推动遗传性肝病研究[6] - 冷冻保存的肝细胞转化为类器官可恢复增殖能力,移植实验显示再生治疗潜力,规模化后或改变肝移植格局[6]