解开干细胞之谜：我们离在培养皿中制造器官又近了一步

时间：2022-07-26 10:18:01 来源：网络整理

想象一下，如果你能修复我们器官中受损的组织。这正是干细胞研究的方向，因为干细胞在产生肝脏、胰腺和肠道等器官的细胞方面具有巨大的潜力。

几十年来，科学家们一直试图模仿干细胞在胚胎中形成器官的路径。然而，尽管付出了大量努力，让细胞在实验室中正常发育仍然非常困难。但哥本哈根大学的一项新研究表明，他们可能忽略了一个重要的步骤，可能遗漏了另一种类型的干细胞。

“简单地说，最近的一些研究试图在培养皿中利用干细胞制造肠道。我们已经找到了一种新的方法来做到这一点，一种遵循胚胎中发生的不同方面的方法。在这里，我们发现了胚胎使用的新途径，我们描述了不同类型的干细胞可以用来制造肠道和其他器官的中间阶段，”马丁·普罗克斯博士说，他是哥本哈根大学诺和诺德基金会干细胞医学中心研究的主要作者之一。

研究人员观察了所谓的多能干细胞和内胚层胚胎外干细胞。胚胎外内胚层细胞是同一研究小组几年前描述的一种新的干细胞系。它们是非常重要的支持细胞，为肠道器官提供膜和营养。

“我们已经确定了一种所谓的胚胎外细胞可以用来在胚胎中制造肠道器官的替代途径。然后，我们取出胚胎外内胚层干细胞，在培养皿中将它们发育成肠道器官样结构。”

“但直到最近，人们还认为这些细胞帮助胚胎发育，然后它们就消失了。它们和你的身体没有任何关系。所以在这篇论文中，我们发现，如果我们引导这些支持细胞通过这种新的替代途径，它们实际上会形成类器官结构，”约书亚·布里克曼在《自然细胞生物学》上发表了这一发现。

改善实验室培养的细胞

研究人员通过标记基因标记，确定了所有可能形成与消化道相关器官的候选细胞，如肝脏、胰腺、肺和肠道。这种大数据很难分析，需要与尼尔斯·玻尔研究所(Niels Bohr Institute)的物理科学家合作开发的创新分析方法。

“然后我们确定了这些细胞中使用的基因。为了促进这项工作，我们开发了一种新的计算工具来比较细胞集群，并使用它来比较我们自己的数据集中的细胞和检查其他细胞，”尼尔斯玻尔研究所的副教授Ala Trusina解释说。

为了探究替代途径是否能在实验室中培育出器官细胞类型，研究人员开始使用另一种类型的干细胞。这些干细胞，在这篇文章的前面已经描述过，与多能干细胞起源于胚胎的不同部分，它们类似于第二种或替代器官形成途径的起点。

“然后我们用这些干细胞在培养皿中生成肠器官样结构。研究结果表明，这两种方法都可行。使用替代途径可能有助于实验室培养的细胞形成功能细胞，并治疗和研究疾病，”该研究的另一位主要作者Michaela Rothova说。

这可能是一项重要的发现，因为长期以来，科学家们一直试图破解如何将干细胞培育成特定治疗、测试药物或模拟疾病所需的正确细胞的密码。

“就功能而言，我们还没有到达那里，我们在成熟这些细胞方面存在问题。因此，也许我们可以通过尝试这种替代路线，或者将替代路线与传统路线结合起来，来解决一些问题。”

文章标题

Identification of the central intermediate in the extra-embryonic to embryonic endoderm transition through single-cell transcriptomics