圖說：人類腸道類器官的培養(yǎng)過程。 圖片來源：Junichi Takahashi

在科幻電影中，總能看見科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室培育人體器官的場(chǎng)景。目前，日本科學(xué)家開發(fā)出一種新方法，使高效培育人類腸道類器官成為現(xiàn)實(shí)。

在一項(xiàng)近日發(fā)表于《細(xì)胞報(bào)告方法》的研究中，東京醫(yī)科齒科大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用一些專門的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，可以產(chǎn)生大小和成分可預(yù)測(cè)的腸樣組織。

類器官是器官特異性細(xì)胞的集合。它是一種基于3D體外細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)建立的，與體內(nèi)的來源組織或器官高度相似的模型。同時(shí)，它與體內(nèi)分化的組織器官具有相似的生理反應(yīng)，與來源組織具有極高的相似性。相關(guān)研究在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊前景。

該研究的第一作者Junichi Takahashi表示：“傳統(tǒng)方法能從誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞中，培養(yǎng)出人類腸道類器官?！比欢?，這種方法的執(zhí)行頗具挑戰(zhàn)：它會(huì)產(chǎn)生大小不一的球體，并受到生長(zhǎng)條件的限制；隨著時(shí)間的推移，球體可能會(huì)變形和不健康?！?/p>

為開發(fā)一種更穩(wěn)定高效的人類腸道類器官培育方法，研究人員使用由超低附著聚合物制成的細(xì)胞培養(yǎng)板，促進(jìn)細(xì)胞分離并在懸浮中生長(zhǎng)。他們測(cè)試了生物反應(yīng)器培養(yǎng)球體的效果，生物反應(yīng)器是一種專門的孵化器，可保持生長(zhǎng)培養(yǎng)基不斷流動(dòng)和改善細(xì)胞的健康狀況。

該研究的通訊作者Tomohiro Mizutani說：“使用我們的技術(shù)，可以培育出可預(yù)測(cè)的、大小一致的球體，還可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行改變?！贝送?，將球體轉(zhuǎn)移到生物反應(yīng)器中，可以使它們長(zhǎng)得更大，成為健康的人類腸道類器官。

當(dāng)這些有機(jī)體被移植到小鼠體內(nèi)時(shí)，它們能繼續(xù)生長(zhǎng)和分化，并形成反映成熟腸道的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。Takahashi說：“我們的研究表明，通過在懸浮液中誘導(dǎo)球體并在生物反應(yīng)器中使其成熟，可以從誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞中衍生的人類腸道類器官中，產(chǎn)生腸組織?！?/p>

鑒于傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)能生成更復(fù)雜的腸組織，這種新方法可能用于培育更復(fù)雜的類器官，如包含血管或神經(jīng)的腸道組織。這些實(shí)驗(yàn)室培育的組織，在未來再生醫(yī)學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.crmeth.2022.100337

來源：《細(xì)胞報(bào)告方法》