功能性三有機(jī)干細(xì)胞系統(tǒng)可能會導(dǎo)致精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的空前發(fā)展
辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)中心的日本研究小組使用誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)成功地同時培育了一組相連的器官,包括通過膽管相連的肝臟和胰腺。它們的成功對精密醫(yī)學(xué),器官供應(yīng)和肝病治療具有重要意義。
IPS細(xì)胞是一種干細(xì)胞,可以直接從成年細(xì)胞中生長出來。它們是再生醫(yī)學(xué)中極為有前途的工具,因?yàn)樗鼈兡軌虬l(fā)育成體內(nèi)任何類型的細(xì)胞,從神經(jīng)元和心臟細(xì)胞到胰腺和肝細(xì)胞。
科學(xué)家能夠從這些iPS細(xì)胞中創(chuàng)建類器官,它們是人體器官的微型版本,能夠執(zhí)行多種類型的細(xì)胞的功能,從而為研究提供了很多機(jī)會。
由Tatakeori Takebe教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在Nature上發(fā)表了他們的研究,培養(yǎng)了iPS細(xì)胞,直到它們進(jìn)入消化器官之前就達(dá)到了階段。
意外的成功
為了生長這些類器官,Takebe和他的團(tuán)隊(duì)從人類皮膚細(xì)胞開始這一過程,將其轉(zhuǎn)化為原始干細(xì)胞并進(jìn)行培養(yǎng),直到它們形成兩個“球狀”細(xì)胞,這些細(xì)胞被分類為前腸和中腸的早期形式。 。
一旦球狀體成熟,就將它們放置在含有生長培養(yǎng)基膜的溶液中。
Takebe說:“從這時起,細(xì)胞就知道該怎么辦。”
這些細(xì)胞相互接觸,并開始轉(zhuǎn)化為更特殊的細(xì)胞,這一過程通過附著在其上的化學(xué)標(biāo)簽可見。
70天后,細(xì)胞已變成能夠像人類消化道消化和過濾食物一樣加工膽汁酸的類器官。
這是完全出乎意料的。我們認(rèn)為我們需要添加成分或其他因素來推動這一過程。不試圖控制這種生物過程就使我們?nèi)〉昧顺晒Α?rdquo;
除了研究人員能夠確認(rèn)類器官能夠產(chǎn)生從肝臟流到膽管和胰腺的液體外,他們的工作也標(biāo)志著首次在完全連通的地層中同時產(chǎn)生類器官。
Takebe說:“連接是其中最重要的部分。” “我們所做的是設(shè)計一種生產(chǎn)器官前形成階段組織的方法,使它們可以自然發(fā)育。我們正在最大限度地發(fā)揮制造多種器官的能力,就像我們的身體一樣。”
前所未有的機(jī)會
如果研究人員能夠取得這些結(jié)果并在與相連的類器官同時形成血管的情況下,將其用作人體器官移植,則表明通過在實(shí)驗(yàn)室中通過生長器官來增加器官供應(yīng)而不是依賴于器官的潛力有了重要的進(jìn)步。關(guān)于人類捐贈和動物研究項(xiàng)目。
這項(xiàng)開創(chuàng)性的工作是Takebe五年的工作的結(jié)果,Takebe從成為肝臟移植外科醫(yī)師到專注于縮小器官需求和器官供應(yīng)之間的差距而重新致力于。
竹部與研究的第一作者小池弘之(Hiroyuki Koike)博士(現(xiàn)在在日本日本醫(yī)學(xué)院工作)合作,能夠產(chǎn)生與亞倫·佐恩(Aaron Zorn)博士相同的結(jié)果。辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)中心干細(xì)胞和類器官醫(yī)學(xué)中心(CuSTOM)的主任從研究的角度將其描述為“研究人類正常發(fā)育的前所未有的機(jī)會”。
Koike說:“真正的突破是能夠建立一個完整的器官系統(tǒng),”相連的類器官可以為患者的診斷和定制治療提供更好的畫面。
因此,這項(xiàng)工作對精確醫(yī)學(xué),開發(fā)治療嬰兒出生的藥物的能力以及研究基因變異及其對懷孕期間器官發(fā)育的影響具有影響。
當(dāng)前的肝再生醫(yī)學(xué)方法缺乏膽管連通性。盡管我們尚需開展大量工作,然后才能開始進(jìn)行人體臨床試驗(yàn),但我們的多器官移植系統(tǒng)已準(zhǔn)備好解決此問題,并且有一天可能會為肝病患者提供終生治療。”
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