【高分必读】国自然热点——类器官研究合集

肿瘤表现出获得和代谢营养的能力增强。在这里，我们植入了工程脂肪细胞，这些细胞在营养方面胜过肿瘤，并表明它们可以显著减少癌症的进展，这项技术被称为脂肪操作移植（AMT）。

通过上调UCP1来使用增加量的葡萄糖和脂肪酸的脂肪细胞与癌症细胞或异种移植物一起放置，导致显著的癌症抑制。在胰腺或乳腺癌遗传小鼠模型中移植调节的脂肪类器官抑制了它们的生长，减少了血管生成和缺氧。将患者来源的工程脂肪细胞与解剖的人类乳腺癌的肿瘤类器官共培养显著抑制了癌症的进展和增殖。此外，通过使用四环素诱导工程脂肪类器官胜过肿瘤，或将其放置在集成细胞支架递送平台中并将其植入肿瘤旁，癌症生长受到损害。

最后，我们表明，在脂肪类器官中上调UPP1可以胜过尿苷依赖性胰腺导管腺癌的尿苷，并抑制其生长，证明了AMT的潜在定制。

患者对免疫检查点抑制剂的反应可能受到胃肠道微生物组的影响。小鼠模型可用于研究微生物组-宿主串扰，但它们的实用性受到小鼠和人类之间巨大的解剖、功能、免疫和微生物差异的限制。

在这里，我们表明，通过包括粪便微生物组和蠕动样运动来模拟人类肠道结构和功能的肠道芯片系统概括了微生物组与宿主的相互作用，并预测了黑色素瘤患者对免疫检查点抑制剂的反应。该系统由一个接种有人类微血管内皮细胞的血管通道和一个含有源自人类诱导多能干细胞的肠道类器官的肠道通道组成，两个通道由胶原蛋白基质隔开。

通过将黑色素瘤患者的粪便样本掺入肠道通道并进行多组学分析，我们发现了与黑色素瘤病人临床结果相关的上皮特异性生物标志物和微生物因素，并且无反应者的微生物组缓冲细胞应激和自我更新的能力降低。

将基因传递到肾脏的困难限制了遗传药物的翻译，特别是对于全球10%以上的慢性肾病患者。

在这里，我们表明，通过在不同肾脏模型中的跨物种循环进化衣壳文库，可以获得在小鼠、猪和非人灵长类动物肾脏中显示出强大和广泛转导的腺相关病毒（AAV）的新变体。具体来说，新的变体AAV.k13和AAV.k20是在小鼠和猪肾脏的连续静脉循环、人类类器官培养的离体循环以及恒河猴分离肾脏的离体机器灌注后从文库中富集的。

静脉注射后，这两种变体转导了小鼠肾脏，对近端小管具有选择性趋向性，并导致人类类器官培养物中的近端小管上皮细胞和自体移植猪肾中的转基因表达明显高于亲本AAV9载体。

在输尿管递送后，AAV.k20有效地转导了猪和猕猴的肾脏。AAV.k13和AAV.k20变体是肾脏疾病和移植中治疗性基因转移应用的有前景的载体。

类器官模拟人体器官功能，为发育和疾病提供见解。然而，由于传统方法往往成本高昂、破坏性强且吞吐量低，因此缺乏非破坏性的实时监测。

在这篇文章中，提出了一种非破坏性化学断层扫描策略，用于使用挥发性信号分子（挥发性有机化合物（VOC））解码类器官的细胞蛋白基因组学，以指示类器官的代谢活性和发育。该方法将基于石墨烯的传感器阵列的分层设计与人工智能驱动的分析相结合，绘制了VOC的时空分布图，并生成了类器官形态和蛋白质基因组特征的详细数字图谱。

无镜头和标签，避免了光毒性、失真和环境破坏。用报道的化学断层扫描方法测试类器官的结果表明，正常和患病状态的细胞蛋白基因组图谱之间存在有效的分化，特别是在上皮间质转化等动态转变过程中。此外，报告的方法确定了与VOC相关的关键生化途径、代谢标志物以及与芳香酸降解和脂质代谢等癌变相关的途径。

这种实时、无损的方法以高灵敏度和特异性捕捉细微的遗传和结构变化，为多组学整合和推进癌症生物标志物的发现提供了一个强大的平台。