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Nature:首次构建出模拟组织再生和癌症的类组装体

  1. 微型器官
  2. 类器官
  3. 类组装体

来源:本站原创 2020-12-20 13:24

2020年12月20日讯/生物谷BIOON/---类器官(organoid)是由实验室培养的干细胞衍生出来的类似器官的组织,通常被称为微型器官。鉴于它们可以模拟人体器官的结构和功能,它们被认为是构建人工器官或开发新药的下一代技术。在一项新的研究中,来自韩国浦项科技大学、国立首尔大学医院和成均馆大学的研究人员提出了一种称为类组装体(assembloid)的微型
2020年12月20日讯/生物谷BIOON/---类器官(organoid)是由实验室培养的干细胞衍生出来的类似器官的组织,通常被称为微型器官。鉴于它们可以模拟人体器官的结构和功能,它们被认为是构建人工器官或开发新药的下一代技术。在一项新的研究中,来自韩国浦项科技大学、国立首尔大学医院和成均馆大学的研究人员提出了一种称为类组装体(assembloid)的微型器官的新概念,这种类组装体,超越了类器官,在结构和功能上重现了人体组织。相关研究结果于2020年12月16日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Creation of bladder assembloids mimicking tissue regeneration and cancer”。
图片来自Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-3034-x。

这些研究人员通过将干细胞与组织基质(tissue stroma)中的各种细胞类型一起进行三维重组,开发出称为类组装体的精确模拟人体组织的多层微型器官。类组装体是一种新颖的创新技术,作为超越传统类器官的患者定制化人体器官,可以为开发治疗难治性疾病的下一代药物提供新的途径。

类器官是指与人体器官相似的微型器官。然而,目前的类器官技术有一个基本的局限性,即它不能模拟器官的成熟结构,缺乏组织内的微环境。此外,缺乏人体组织内各种细胞之间的关键性相互作用。这些局限性一直被认为是精确模拟包括癌症在内的各种难治性疾病的主要问题。

为了克服这些局限性,论文共同通讯作者、浦项科技大学生命科学系教授Kunyoo Shin及其团队开发出体外重建的称为类组装体的人体类器官,这些类组装体具有上皮细胞、基质层和外层肌肉细胞的组装结构。这些研究人员发现,这些类组装体在单细胞水平上的细胞组成和基因表达方面与成熟的成体器官完全相同,而且它们模拟了正常组织对损伤的体内再生反应。

此外,这些研究人员还开发了患者特异性的肿瘤类组装体,从而完美模拟体内肿瘤的病理特征。利用这种肿瘤类组装体平台与基因工程技术,他们揭示了来自肿瘤微环境的信号决定肿瘤细胞可塑性的新机制。这些发现表明,肿瘤与基质细胞之间的信号反馈在控制肿瘤可塑性方面发挥着关键作用。这一发现将为开发细胞分化疗法治疗各种侵袭性实体癌带来一种新的策略。

论文第一作者Eunjee Kim解释说,“这些类组装体是世界上首批体外重组的类器官。”她补充说,“我们可以精确地模拟各种复杂的难治性疾病,如癌症、退行性疾病以及包括精神分裂症和自闭症在内的各种神经系统疾病,并了解这些疾病的发病机制,以便最终开发出更好的治疗方案。”

Shin教授评论道,“据我们所知,我们产生在结构和功能上重现原始组织的病理生理学特征的类组装体的研究工作此前还没有被描述过。”他补充说,“鉴于组织微环境在上皮组织稳态和各种肿瘤生长中的重要性越来越被人们所认识,产生这样的人工组织对于现代研究特别有意义。我们预计我们的研究将开启一个药物发现的新时代,这将彻底推动各种难治性疾病个性化治疗的发展。”

论文共同通讯作者、浦项科技大学的Tae-Young Roh教授评论道,“这项研究是跨学科科学的伟大典范,为人类各种疾病的精准化和个性化治疗提出了新的方向。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Eunjee Kim et al. Creation of bladder assembloids mimicking tissue regeneration and cancer. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-3034-x.

2.Creation of bladder assembloids mimicking tissue regeneration and cancer
https://www.nature.com/articles/s41586-020-3034-x


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