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由干细胞分化得到的类器官

来自美国伊利诺伊大学的研究人员通过从人类胚胎干细胞 (hESCs) 中分化出前列腺的不同类型细胞,构建了一个微型前列腺类器官(Prostate Organoid)。这个类器官大约为1毫米左右,三维立体细胞培养同样也能表达成人器官中发现的相同生物标志物。

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所谓类器官(Organoid)狭义来说就是原生动物细胞质分化形成某些类似高等动物器官的结构,2013年是类器官的蓬勃发展之年,在这一年,人们成功培养出了多种类器官细胞团,如科学家们对人类iPSC进行重编程,生成了三维肝芽。研究显示,这种肝芽能够正常代谢,当其移植到小鼠体内时,还能与小鼠的循环系统连接起来。之后科学家们又利用多功能干细胞,培养出了类似人类胚胎大脑的三维组织团,其中形成了大脑的一些复杂结构。还有美国和西班牙的研究人员利用人类干细胞,得到了功能性的肾脏前体细胞。


而最新这项研究则是利用胚胎干细胞分化,构建了一个三维模型,并通过这一模型,研究人员证实了接触双酚 A (BPA),可能会刺激生产过剩的前列腺干细胞,从而增加患癌症的风险,这一发现与之前的动物模型,成体细胞培养研究的结论相同。


“这进一步的确认了双酚 A对前列腺癌发展的影响,”文章的第一作者,Gail Prins说,“这种物质会引发组织中前列腺干细胞数量异常高,而这些干细胞也就有可能未来发展成癌症。”


此前一些研究人员也构建过前列腺类器官,如去年来自纪念斯隆凯特林癌症中心的研究人员第一次证实了可以在实验室培育出源自人类前列腺肿瘤的类器官(Organoids),为研究人员提供了一个令人兴奋的新工具来测试癌症药物和个体化的癌症疗法。


利用来自于转移性前列腺癌患者的活组织样本,研究人员成功地培育出了6个前列腺癌类器官,而第7个类器官来自于一名患者的循环肿瘤细胞。类器官是一种由聚集在一起的细胞构成的三维结构,其空间组织结构与器官相似。


还有研究人员也成功地在小鼠中培育出人类肠道组织,他们将从皮肤和血样中提取的成人细胞,转化成“空白”的iPSCs,然后,将干细胞置于一种特殊的分子鸡尾酒中,这样它们就会形成肠道类器官。然后,研究人员将这种人类类器官移植到小鼠的肾脏囊体中,提供一种必要的血液供应,使类器官细胞发育成为完全成熟的人类肠道组织。


这些年科学家已经完成了多种器官的三维培养模型,包括眼睛、肠道、肝、肾、胰腺、肺、胃、乳腺,甚至还有大脑。来自剑桥大学MRC干细胞研究所的所长Austin Smith说,“过去五六年间,干细胞研究领域取得了重要进展。”


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