一种新发现的干细胞类型可以让科学家们在培养皿中制造器官

2022年07月07日 20:14 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

哥本哈根大学的研究人员利用一个小鼠模型,发现了一些细胞构建器官的另一种途径,并利用这一信息来开发一种新的干细胞,作为在培养皿中供应器官的可能。想象一下,能够恢复受损的器官组织。因为干细胞具有令人难以置信的能力,能够创造出肝脏、胰腺和肠道等器官的细胞,这正是干细胞研究的目标。

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多年来,研究人员一直致力于复制胚胎干细胞发育成器官和身体其他部位的过程。然而,尽管进行了几次尝试,事实证明让实验室培育的细胞正确成熟是极具挑战性的。然而,哥本哈根大学最近的研究显示,他们可能已经错过了一个关键步骤,也许涉及另一种不同类型的干细胞。

"非常简单地说,最近的一些研究试图从盘子里的干细胞制成肠道。我们已经找到了一种新的方法,一种遵循胚胎中发生的不同方面的方法。"哥本哈根大学诺和诺德基金会干细胞医学中心(reNEW)研究的主要作者之一马丁-普罗克斯(Martin Proks)博士生说:"在这里,我们发现了一条胚胎使用的新路线,我们描述了不同类型的干细胞可以用来制造肠道和其他器官的中间阶段。"

该研究专注于多能干细胞和胚胎外内胚层干细胞。胚胎外的内胚层细胞是同一研究小组几年前发现的新干细胞系。它们通过充当关键的支持细胞来帮助胃肠道器官,提供膜、膜的营养和其他功能。

reNEW的组长和Joshua Brickman教授解释说。

"我们已经确定了所谓的胚胎外细胞可以用来在胚胎中制造肠道器官的另一种途径。然后我们把我们的胚外内胚层干细胞,在培养皿中发展成肠道器官样结构。"但是直到最近,人们都认为这些细胞帮助胚胎发育,然后它们就消失了。他们与你的身体没有任何关系。所以在这篇论文中,我们发现,如果我们通过这种新的替代途径引导这些支持细胞,它们实际上会形成类器官结构。"约书亚-布里克曼说,这些发现发表在《自然细胞生物学》杂志上。

新发现可能会改善实验室培养的细胞

研究人员根据用遗传标记标记的细胞,确定了所有潜在的候选细胞,以形成与消化道相关的器官,如肝脏、胰腺、肺部和肠道。这种大数据很难分析,需要创新的新分析方法,这些方法是与尼尔斯-玻尔研究所的物理科学家合作开发的。

"我们随后确定了这些细胞中正在使用的基因。为了促进这项工作,我们开发了一个新的计算工具来比较细胞集群,并利用这一点来比较我们自己数据集中的细胞和检查其他的细胞,"尼尔斯-玻尔研究所的Ala Trusina副教授解释说。

为了了解替代路线是否能在实验室中发展出器官细胞类型,研究人员开始使用一种不同类型的干细胞。这些干细胞在文章前面已经描述过,它们起源于胚胎的不同部分,而不是多能干细胞,它们类似于器官形成的第二或替代路线的起点。

"我们然后用这些干细胞在一个盘子里生成肠道器官样结构。研究结果表明,这两种途径都可以发挥作用。"该研究的其他主要作者之一Michaela Rothova说:"使用替代路线可能有助于实验室培养的细胞形成功能细胞,并治疗和研究疾病。"

这可能是一个重要的发现,因为科学家们长期以来一直试图破解如何将干细胞发展成特定治疗所需的正确细胞的密码,测试药物,或为疾病建模。

"我们在功能方面还没有完全达到,而且我们在成熟这些细胞方面存在问题。因此,也许我们可以通过尝试这种替代路线或将替代路线与传统路线相结合来解决其中的一些问题,"reNEW的Joshua Brickman总结道。

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