國家自然研究熱點:“C位出圈”類器官研究與細胞因子

Mondo 健康 更新 2024-02-04

目前,類器官已經從基礎研究發展到藥物開發和精準化**。 在疾病建模、藥物開發、腫瘤學研究、再生醫學、精準醫療等領域發展迅速。 類器官具有高度的功能性,在結構上與體內器官相似,因此廣泛用於發育生物學和疾病建模。 傳統的2D細胞模型和模型動物很難構建免疫、代謝、感染、中樞神經系統、罕見病等人類特異性疾病模型,而類器官的出現恰恰彌補了這一不足。 類器官為藥物篩選和藥敏試驗提供了乙個具有成本效益的平台,有望縮短新藥開發的時間,篩選對疾病效果更好的藥物。

類器官模型是一種 3D 細胞培養系統,可再現分化組織的複雜空間形態,並能夠表現出細胞間和細胞間的相互作用。 理想情況下,類器官對體內分化的組織具有相似的生理反應。 與傳統的2D細胞培養模型相比,3D類器官可以形成具有特定功能的“微器官”,可以更好地模擬器官和組織的發生過程和生理病理狀態,因此應用前景非常廣闊。

自 2009 年 Hans Clevers 等人使用小鼠腸道成體幹細胞培養出第一批腸道類器官以來,類器官領域的研究一直在繼續。 從pubmed資料庫中“類器官”的搜尋結果可以看出,類器官研究在過去五年中突飛猛進,相關文章數量居高不下。類器官研究可以結合腦科學、血管功能、癌症等領域,產生“1+1 2”的效果,必將成為國家性質宣言和研究的熱點。

目前已成功構建多種類器官,如小腸、胃、食道、腦、肝、腎、胰腺、心臟等。 它不僅包括正常器官組織類器官,還包括相應的腫瘤組織類器官,如結直腸癌、前列腺癌、胰腺癌、神經膠質瘤、宮頸癌、鼻咽癌等。

細胞因子在類器官培養中起著重要作用。 在培養基中新增細胞因子可促進細胞分化和增殖,並促進類器官的形成。 例如,EGF可以促進腸上皮細胞增殖,Noggin使幹細胞保持在未分化狀態並促進增殖,R-Spondin-1特異性促進腸道幹細胞增殖的能力。 將FGF2新增到多能幹細胞(PSC)培養物中,以構建腦類器官模型。 將 FGF2、FGF19 和 SDF1 等細胞因子新增到用於研究脊髓小腦性共濟失調疾病的小腦類器官培養物中。

2022年,復旦大學和中國醫學科學院的研究團隊成功構建了模擬人類甲狀腺功能的類器官培養系統,其中用於類器官培養的EGF細胞因子來自義翹神州。 2022年,華中科技大學聯合研究團隊構建結直腸癌類器官,研究5-FU對結直腸癌的影響**,其中RSPO1、NOG、EGF等細胞因子來自義翹神州。 2023年,復旦大學研究團隊使用義翹神州採購的RSPO1構建結直腸癌類器官。

人胎兒甲狀腺類器官培養

人胎兒甲狀腺類器官培養過程及免疫螢光雙標記檢測結果。 **

結直腸癌類器官培養

**結直腸癌類器官在第 0 天和第 24 天對 5-fu 的反應。 (a) 5-fu敏感類器官; (b) 耐受 5-fu 的類器官。 **

b)MCRC類器官培養過程的不同形態;(c) 原發腫瘤和患者來源類器官的組織病理學特徵。 義翹神州的產品有助於類器官培養:RSPO1、NOG、EGF。 **

1. jianqing liang, et al. modeling human thyroid development by fetal tissue-derived organoid culture. advanced science, 2022.

2. lifeng chen, et al. molecular biomarker of drug resistance developed from patientderived organoids predicts survival of colorectal cancer patients. front. oncol, 2022. doi: 10.3389/fonc.2022.855674

3. xingfeng he, et al. patient-derived organoids as a platform for drug screening in metastatic colorectal cancer. front. bioeng. biotechnol. ,2023. doi: 10.3389/fbioe.2023.1190637

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