研究利用幹細胞培育出結腸「類器官」
圖片來源：James M. Well等
近日，美國科學家利用幹細胞在實驗室中培育出人類結腸「類器官」（HCO）。研究人員表示，分化自人類多能幹細胞的胃部和小腸類器官，有望帶來腸胃發育和疾病研究革命。相關成果刊登於《細胞—幹細胞》期刊。
「類器官」是用幹細胞在實驗室里培育出的多細胞結構，雖然不是真正意義上的器官，但已經成為研究人類發育和疾病的理想工具。此前人們已經培育出小腸、腎臟、肺部和部分胃組織在內的多種「類器官」。但由於缺少胚胎階段的發育數據等原因，在試管內衍生盲腸和結腸等末端腸道組織非常困難。
於是，美國辛辛那提兒童醫院發育生物學部的James M. Well團隊及合作者，利用動物模型展開分子和遺傳篩查，並結合多個資料庫，確定了刺激幹細胞發育成結腸的關鍵生長因子。 研究人員發現，BMP信號會對發育中和出生後的腸上皮細胞產生作用，只需要簡單激活BMP信號通路就足以活化後部HOX編碼，從而衍生出HCO。
研究人員利用人類多能幹細胞培育出腸管狀的組織，並加入生長因子，成功啟動了相關基因代碼，促使細胞發育形成HCO。移植到實驗鼠體內發育6到10周後，這一「類器官」的形態、結構、分子和細胞特性等都與人類結腸相似。
「在試管中，HCO就表達了結腸標記，並包含了結腸定位細胞群。移植入小鼠體內後，HCO經歷了形態變化，最終形成人類結腸組織。」Well說。由於動物模型不能很好重現人類疾病的發展過程，培育出人類HCO有助於科學家建立準確的消化道疾病模型，研究人體腸道細菌對健康的影響，並試驗新型藥物。
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