小器官大作用！Cell：利用人类胎儿胰腺干细胞构建出新型胰腺类器官，揭示人类胎儿胰腺发育奥秘

在一项新的研究中，来自胡布勒支研究所类器官小组的研究人员开发了一种模拟人类胎儿胰腺的新型类器官，为科学家们提供了一个前所未有的清晰视角来观察胰腺早期发育。

相关研究结果于2024年12月2日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Long-term in vitro expansion of a human fetal pancreas stem cell that generates all three pancreatic cell lineages”。

胰腺是一个多功能的小器官，它不仅帮助我们消化食物，还通过分泌胰岛素等激素来控制血糖水平。为了更好地理解这个重要器官的工作原理，研究人员一直在尝试在实验室里构建出更真实的胰腺模型——即所谓的“类器官”。然而，大多数现有的胰腺类器官只能模仿一种类型的胰腺细胞，这使得全面了解胰腺变得困难。

在这项研究中，研究人员成功地突破了这一限制。他们发现了一种新型的人类胎儿胰腺干细胞（fetal pancreas stem cell），这种干细胞具有发育成所有三种胰腺细胞类型的能力。通过使用这些干细胞，他们构建出了一个包含腺泡细胞、导管细胞和内分泌细胞的完整三维类器官，这三种细胞分别是负责释放消化酶、形成酶输送通道以及生成调节血糖激素的关键角色。

论文第一作者Amanda Andersson Rolf解释说：“我们想创建一个能反映真实胰腺复杂性的类器官。有了这样的模型，我们可以更深入地研究不同类型的胰腺细胞是如何相互作用的，并探索胰腺发育的秘密。”她补充道，“令人兴奋的是，我们的类器官不仅能长出所有这三种细胞类型，而且它们还能正常工作。例如，腺泡细胞会释放消化酶，而内分泌细胞则产生胰岛素。”

研究人员还注意到，这种新发现的干细胞比之前认为的存在时间更长，甚至可以在体外培养多年后仍然保持其分化能力。此外，他们发现了人类和小鼠胰腺发育之间的一个关键差异：一种名为LGR5的蛋白标记出现在人类胰腺干细胞中，但在小鼠中却没有。“这强调了直接研究人类生物学的重要性，”Andersson Rolf指出，“因为有些特性只有在人类细胞中才能观察到。”

展望未来，这种新型胰腺类器官有望成为科学家们研究基因和环境如何影响胰腺发育的强大工具。长远来看，这类研究可能为再生医学和治疗胰腺疾病的新药物开发铺平道路。正如Andersson Rolf所说：“我们才刚刚开始揭开冰山一角，但已经看到了很多令人鼓舞的结果。”

参考资料：

Amanda Andersson-Rolf et al. Long-term in vitro expansion of a human fetal pancreas stem cell that generates all three pancreatic cell lineages. Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.10.044.