突破性進(jìn)展：科學(xué)家成功構(gòu)建含三細(xì)胞類型的人類胰腺類器官

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突破性進(jìn)展：科學(xué)家成功構(gòu)建含三細(xì)胞類型的人類胰腺類器官-肽度TIMEDOO

近日，荷蘭科學(xué)家Hans Clevers博士及其團(tuán)隊(duì)在類器官研究領(lǐng)域取得了重要突破，他們成功開發(fā)了一種模擬人類胎兒胰腺的新型類器官。這一成果為研究胰腺早期發(fā)育過程提供了前所未有的清晰視角，并被發(fā)表在《Cell》期刊的論文《長期體外擴(kuò)增的人類胎兒胰腺干細(xì)胞可生成三種胰腺細(xì)胞譜系》中。

胰腺的組成與研究挑戰(zhàn)

胰腺由三種主要上皮組織組成，這些組織均來源于共同的胰腺祖細(xì)胞，包括外分泌腺泡、導(dǎo)管以及內(nèi)分泌胰島。腺泡細(xì)胞分泌消化酶幫助分解食物，導(dǎo)管細(xì)胞則將這些酶輸送至腸道，而內(nèi)分泌細(xì)胞如胰島素分泌細(xì)胞負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)血糖水平。然而，以往的大多數(shù)胰腺類器官僅包含一種類型的細(xì)胞，這限制了對胰腺發(fā)育和功能的全面研究。

Clevers團(tuán)隊(duì)的博士后研究員Amanda Andersson-Rolf及其同事，首次成功創(chuàng)建了一種包含三種主要胰腺細(xì)胞的類器官。“我們希望構(gòu)建一種能夠包含胰腺所有細(xì)胞類型的類器官，”Andersson-Rolf解釋道，“這樣我們可以研究這些細(xì)胞之間如何相互作用，并深入了解胰腺的發(fā)育機(jī)制。”

研究突破：三細(xì)胞型類器官與新干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)

研究團(tuán)隊(duì)從人類8至17周胎齡的胰腺樣本中，衍生了18條胎兒胰腺類器官系。其中4條由15至16周胎齡樣本衍生的類器官，能夠在優(yōu)化培養(yǎng)條件下，長期（超過兩年）快速擴(kuò)增，并生成腺泡、導(dǎo)管和內(nèi)分泌三種細(xì)胞。

更令人矚目的是，研究人員通過單細(xì)胞RNA測序發(fā)現(xiàn)了一種罕見的LGR5+干細(xì)胞，這種細(xì)胞存在于胎兒胰腺和類器官中，且是胰腺發(fā)育的核心。進(jìn)一步研究顯示，從單個(gè)LGR5+細(xì)胞衍生的類器官不僅能夠長期存活，還具備在體外生成三種胰腺細(xì)胞的能力。

“在我們的類器官中，我們發(fā)現(xiàn)并表征了一種全新的干細(xì)胞類型，這種干細(xì)胞能夠分化成胰腺的三種主要細(xì)胞類型，”Andersson-Rolf說?！斑@些細(xì)胞不僅能夠形成，還能履行它們的功能。例如，腺泡細(xì)胞釋放消化酶，而內(nèi)分泌細(xì)胞產(chǎn)生激素?！?/p>

人類與小鼠胰腺發(fā)育的差異

此外，研究還揭示了人類與小鼠胰腺發(fā)育的顯著差異。研究發(fā)現(xiàn)，人類胰腺干細(xì)胞的存在時(shí)間比小鼠中觀察到的要長，同時(shí)LGR5蛋白在標(biāo)記胰腺干細(xì)胞方面起著重要作用，而這種蛋白在小鼠中并不存在?！拔覀兊难芯繌?qiáng)調(diào)了研究人類生物學(xué)的重要性，因?yàn)檫@些發(fā)現(xiàn)無法通過動(dòng)物模型實(shí)現(xiàn)，”Andersson-Rolf指出。