研究人员成功地生成在悬瀑样,为研究者提供一个新的机会

在过去的十年里,科学家们研究人体发育和功能如何在最基本的层面上,经历了一次复兴由于结构称为organoids-tiny器官的3 d模型由多能干细胞,在培养皿中生长。

瀑样来自人类多能干细胞,可以培育成任何细胞类型人体和已成为一个重要的研究工具,了解人类发展和疾病。他们允许科学家们摆脱简单的二维的增长细胞在文化,提供了重要的见解复杂三维形式和各种器官的功能,如肺、脑和心脏。然而,在培养皿中培育小器官是一个复杂的过程。

密歇根大学医学院实验室,由詹森•斯宾塞博士,内科,明显已经开发了一个新的、简单的方式培养的3 d模型肠导致增加了复杂性和组织。提前发表细胞的报道,细节肠道瀑样现在包括构成浆膜间皮细胞,保护,最外层的肠道。这一层也发现衬里许多其他器官系统和至关重要的生产无粘着力的表面允许相对无摩擦运动腹腔内的器官。

过去的研究日益增长的各种类型的迷你器官依赖一个支持性的凝胶被称为人工基底膜,形成一个三维支架,允许不同的细胞发展成瀑样。

“人工基底膜是成了瀑样文化,但有一定的局限性,”梅根·卡博尔解释说,斯宾塞博士的实验室和铅的新研究。首先,人工基底膜很贵,在200美元左右5毫升的产品。第二,来自老鼠的肿瘤细胞,“所以,如果你正在考虑下游的临床应用,它不会工作得很好因为它包含未知生物组件,”卡博尔说。

在早前发表的论文在2018年,卡博尔和她的同事们认为肠道瀑样可以生长在一个简单,生物惰性海藻酸凝胶,形成自己的间充质——而且,表示支持胎儿发育,变成结缔组织和平滑肌。

这一发现领导团队不知道细胞需要一个3 d的生长环境。他们决定,答案是否定的。在论文中,他们描述他们成功的一代人类的肠道瀑样在一个简单的悬浮培养。

“它实际上看起来有点像泡泡茶,”卡博尔说,“这只是一个正常的细胞培养板充满增长媒体。”(Growth media is a liquid with life-sustaining chemicals and nutrients for the growth of cells.) They compared the suspension organoids to actual human tissue, as well as to organoids formed using Matrigel and alginate and found that they looked similar at the molecular level. In fact, the suspension organoids more closely resembled the actual human tissue.

团队的下一个步骤是是否这些浮动mini-intestines可以人类肠道功能类似于一个发展中,他们试图用瀑样理解浆膜层形式,指出所知甚微这个过程在人类发展的背景下。团队审问化学线索导致绒毛膜形式在悬浮培养,卡博尔说。

“这是第一个研究获得一个想法的具体监管机构可能会扮演一个角色在适当的肠浆膜的发展。”

鉴于浆膜的异常发展会导致先天性缺陷,团队希望利用瀑样发现如何正常组织层形式。使用药物阻断特定蛋白质的活动,卡博尔和团队确定了两个通路,称为Wnt和刺猬,浆膜的正常形成的必要条件。虽然悬瀑样方法减少总体而言,研究人员利用人类多能干细胞,该方法可能会改变。研究小组希望悬浮培养开放大规模的可能性瀑样实验并将一种改进的系统研究人类发展和疾病。

额外的作者包括沙黄、查理•蔡尔兹约书亚·h·吴Yu-Hwai蔡,安吉莉,尼尔·加戈,艾米丽·m·霍洛韦Nambirajan《Carine Bouffi,迈克尔·Helmrath和杰森·r·斯宾塞。