新组装的方法生成最复杂的胃瀑样日期

在再生医学的重要一步,科学家在辛辛那提儿童报告成功开发一个胃瀑样如此复杂,不同的腺体和神经细胞,可以控制平滑肌收缩。

的成就表明,单独的层和部分复杂的器官可以从单独的行人类多能干细胞细胞已经和继续发展相结合。和方法用于生产这些多层次的胃瀑样也可以用来制造更复杂的版本的其他实验室培养的器官。

“这进步组织工程是很重要的,因为我们现在可以组装复杂的器官组织分别从派生组件,类似于装配线的方法,“通讯作者詹姆斯·威尔斯博士说道。

研究结果发表在12月1日,2021年细胞干细胞井和亚历山德拉•艾奇第一作者,博士。

逐层组装

到目前为止大多数瀑样可以形成涉及多个3 d结构细胞类型。在实验室培养皿,这些微小器官执行真正的功能,提供了新的研究和开发治疗疾病的机会。但他们通常缺少各种细胞类型,需要产生一个全尺寸的功能器官。可能没有一些关键神经纤维,内部血管,或其他需要的关键的导管和腺器官连接到身体的其他部位的系统。

这个新的胃瀑样还没有需要每一个细胞类型,但它代表了一个飞跃。

“我们开始从三个主要的生殖layers-enteric神经胶质细胞,间质,和上皮precursors-all分别来自已经被认为,“可以这样说。“我们从这些生成的胃组织含有腺体制造酸性物质,周围的平滑肌层包含功能性肠神经元控制的收缩设计窦的胃组织。”

重要的是,这些小型的发展人类胃不限于一层薄薄的媒介在实验室培养皿。一旦瀑样到了关键阶段(大约30天)团队进行显微外科移植瀑样到一只老鼠,它提供了血液流动和生物空间让更多的增长。

而不是球的细胞在培养皿中像点,这些瀑样了千重体积在小鼠形成迷你器官肉眼清晰可见。

在共焦显微镜,在不同的颜色,不同的细胞类型彩色发光这些瀑样散发出彩虹的复杂性。

事实上,实验室培养的组织相似自然生长在类似人体组织的发展阶段。这个新的瀑样甚至开始开发一个布鲁尼尔腺,分泌一种碱性粘液保护十二指肠(前肠的一部分)的酸性胃内容开始流过。

研究小组还发现,所有这些需要单个组件以胃部组织生成适当的复杂性和功能。每个组件可以帮助指导的正确形成其他组件。例如,作者发现,如果他们没有在装配过程中添加神经胃正常腺体和肌肉没有形成。

直接和长期潜力

除了展示一个三层的方法来开发胃瀑样,该小组还运用类似的方法更复杂的食管瀑样。

至少,这些复杂的瀑样作为研究基因变异的有用的工具和其他细胞信号传导障碍,导致胃现在可以作为改善平台评估潜在的治疗方法。但从这些发现甚至可能会有大的影响。

“鉴于这项技术大致可翻译到其他器官,可能策划组织可能的来源材料元素的上消化道重建受损的先天性疾病或急性损伤,”威尔斯说。

尽管还有许多工作发展瀑样组织适合移植,也已经取得了许多进步。

”这个团队的成员,最近授予来自辛辛那提儿童医院,正在扩大生产规模的治疗质量瀑样组织移植到患者的目标的最后十年,”威尔斯说。

辛辛那提儿童中发挥了主导作用瀑样研究自2010年以来,当威尔斯和他的同事们研究结果发表在自然报告他们的第一个成功开发功能性肠道组织。在2019年,医疗中心推出了干细胞和瀑样医学中心(自定义),进一步加快工作。

多年来,越来越多的团队:

• 添加神经肠瀑样组织
• 演示了如何大量生产肝“味蕾”
• 为特定的疾病产生肝瀑样
• 增长的两个主要部分胃
• 开发功能性食管组织
• 种植three-organoid系统(肝脏、胰腺、胆管)

下一个步骤

在辛辛那提儿童Helmrath实验室已经开始扩大这一研究超越了老鼠。虽然这种方法会增加重要的见解在实验室水平,该研究小组不相信使用动物来持续增长将最终的人体器官移植方法瀑样组织成人类的病人。

“成长的全尺寸的器官用于临床需要GMP(一组良好生产规范规定建立的美国食品和药物管理局,以确保一致性和安全性),可能会排除使用动物宿主的可能性继续增长,“可以这样说。“所以我们需要一种方法来增加瀑样大没有主机。这就需要一种方法来模拟体外活性营养和气体交换。”