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Cell Stem Cell:美学者培育出人类结肠“类器官”

摘要 : 2017年6月22日,国际权威学术杂志《Cell》旗下干细胞领域权威期刊《Cell Stem Cell》杂志在线发表了美国辛辛那提儿童医院James M. Wells研究组的一篇研究论文,研究利用干细胞在实验室中培育出人类结肠“类器官”。
2017年6月22日,国际权威学术杂志《Cell》旗下干细胞领域权威期刊《Cell Stem Cell》杂志在线发表了美国辛辛那提儿童医院James M. Wells研究组的一篇研究论文,研究利用干细胞在实验室中培育出人类结肠“类器官”。移植到动物体内后表现出与天然结肠组织相似的功能。这将有助科学家深入研究和治疗消化道疾病。 “类器官”是用干细胞在实验室里培育出的多细胞结构,虽然不是真正意义上的器官,但功能和生理反应相似,对医学研究有重要意义。此前人们已经培育出包括小肠和部分胃组织在内的多种“类器官”。 结肠是人类消化道末段,由于缺少胚胎阶段的发育数据等原因,培育结肠比培育消化道其他部分更难。研究小组利用动物模型展开分子和遗传筛查,并结合多个数据库,确定了刺激干细胞发育成结肠的关键生长因子。 研究人员利用人类多能干细胞培育出肠管状的组织,并在其中加入这种生长因子,成功启动了一段与身体结构相关的基因代码,促使细胞发育形成结肠“类器官”。移植到实验鼠体内发育6到10周后,这一“类器官”的形态、结构、分子和细胞特性等都与人类结肠相似。 人类消化道疾病和其他动物不太一样,因此动物模型不能很好重现人类疾病的发展过程。培育出人类的结肠“类器官”,有助于科学家建立准确的消化道疾病模型,研究人体肠道细菌对健康的影响,并试验新型药物。未来,“类器官”还可能用于移植手术。 原文链接: Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Colonic Organoids via Transient Activation of BMP Signaling 原文摘要: Gastric and small intestinal organoids differentiated from human pluripotent stem cells (hPSCs) have revolutionized the study of gastrointestinal development and disease. Distal gut tissues such as cecum and colon, however, have proved considerably more challenging to derive in vitro. Here we report the differentiation of human colonic organoids (HCOs) from hPSCs. We found that BMP signaling is required to establish a posterior SATB2+ domain in developing and postnatal intestinal epithelium. Brief activation of BMP signaling is sufficient to activate a posterior HOX code and direct hPSC-derived gut tube cultures into HCOs. In vitro, HCOs express colonic markers and contained colon-specific cell populations. Following transplantation into mice, HCOs undergo morphogenesis and maturation to form tissue that exhibits molecular, cellular, and morphologic properties of human colon. Together these data show BMP-dependent patterning of human hindgut into HCOs, which will be valuable for studying diseases including colitis and colon cancer. 来源: Cell Stem Cell 浏览次数:0
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