研究人员在实验室中培育出了与真实睾丸非常相似的器官组织

研究人员在实验室中培育出了与真实睾丸非常相似的器官组织 器官组织是实验室培育的三维微型器官，主要来源于干细胞，它开辟了模拟器官模型的新途径，包括研究疾病状态和测试治疗药物。在过去十年中，我们已经看到了微型大脑、心脏、肺、胃和结肠，它们的复杂性和功能都在不断提高。不过，目前还没有模拟睾丸的类器官。以色列巴伊兰大学（Bar-Ilan University）的研究人员改变了这一现状，他们从新生小鼠细胞中培育出了睾丸（这是单个睾丸的意思）器官组织，并生成了与真实睾丸相似的结构。该研究的通讯作者尼赞-戈宁（Nitzan Gonen）说："人工睾丸是一种很有前景的睾丸发育和功能基础研究模型，它可以转化为治疗性发育障碍和不育症的应用。"睾丸发育功能障碍可导致性发育障碍（DSDs），如今通常被称为双性人，这是一组涉及基因、激素和生殖器官（包括生殖器）的罕见疾病。发育障碍还可能导致男性不育，而人们对其背后的遗传和环境机制知之甚少。研究人员从新生小鼠睾丸而非胚胎睾丸入手。与新生睾丸相比，胚胎睾丸的可用睾丸细胞更少。研究中使用的小鼠经过基因工程改造，研究人员可以跟踪 Sertoli 细胞的存在和状态，Sertoli 细胞对睾丸的形成、精子的产生和发育（精子形成）至关重要。研究人员从四至七天大的小鼠身上采集了整个睾丸；将未成熟的睾丸细胞离解成单细胞，并在含有睾丸中正常存在的因子的培养基上重新组合。研究人员使用3D培养系统来支持更好的睾丸类器官形成和维护。到了第二天，细胞已经形成了清晰的器官样组织，并在九周的时间里继续增大，直至崩溃。睾丸由两个主要部分组成：睾丸索（后来成为产生精子的曲细精管）和间质区（曲细精管的机械支撑区和睾酮产生区）。两者都含有特定类型的细胞。21天后，器官组织包含了所有主要的睾丸细胞类型，包括Sertoli细胞，其组织方式与真正的睾丸非常相似。Sertoli细胞形成了许多类似于精曲小管的管状结构。胚胎细胞培育出的有机体图像，显示第 14 天时管状结构的形成尽管使用从新生小鼠身上采集的新生细胞制造睾丸器官组织相对方便，但研究人员还是尝试使用胚胎细胞，因为胚胎细胞需要从怀孕的雌性小鼠身上采集。他们的想法是这样的：新生儿细胞的用途有限，因为许多与睾丸发育和功能障碍有关的疾病都发生在胚胎阶段。利用同样的技术，他们成功地从胚胎小鼠细胞中培育出了睾丸器官组织，其管状结构比新生儿细胞培育的器官组织更加清晰。当研究人员尝试使用成年睾丸细胞时，却无法形成类器官。虽然睾丸器官组织未能产生精子，但有迹象表明这是有可能的。精子形成是一个漫长的过程，精子干细胞经过减数分裂（细胞分裂）形成精母细胞，再发育成成熟的精子。研究人员发现，器官组织中减数分裂标记的低水平表达似乎与时间有关，主要是在第21天到42天之间，这可能表明在器官组织培养的后期阶段存在少量完全成熟的精子。器官组织与真实的睾丸非常相似，这意味着它们可以用来促进我们对性别决定机制的了解，并为男性不育症提供解决方案。今后，研究人员计划利用人体样本生产类器官。例如，用人体细胞制造的睾丸类器官可以帮助正在接受癌症治疗的儿童，因为癌症会损害他们产生功能性精子的能力。他们设想收获未成熟的精子细胞，然后将其冷冻起来，用于制造可育精子的类器官。这项研究发表在《国际生物科学杂志》上。 ... PC版： 手机版：

我们的大脑如何工作？连接实验室培育的脑细胞产生新见解

我们的大脑如何工作？连接实验室培育的脑细胞产生新见解 东京大学工业科学研究所的研究人员发现，为实验室培育的"大脑器官"提供与真实大脑类似的连接，可以促进其发育和活动。资料来源：东京大学工业科学研究所神经研究的进展研究大脑发育和功能的确切机制具有挑战性。动物研究受到物种间大脑结构和功能差异的限制，而实验室培育的脑细胞往往缺乏人脑细胞特有的连接。更重要的是，研究人员越来越意识到，这些区域间的连接及其形成的回路，对于我们人类的许多大脑功能非常重要。以前的研究曾试图在实验室条件下创建大脑回路，这推动了这一领域的发展。东京大学的研究人员最近找到了一种方法，可以在实验室培育的"神经器官"（一种实验模型组织，将人类干细胞培育成模仿大脑发育的三维结构）之间建立更多生理连接。研究小组通过轴突束将有机体连接起来，这与活体人脑中各区域的连接方式类似。通过创新增进理解该研究的共同第一作者杜恩基（Tomoya Duenki）说："在实验室条件下生长的单神经器官中，细胞开始显示出相对简单的电活动。当我们用轴索束连接两个神经器官组织时，我们能够看到这些双向连接是如何促进器官组织之间活动模式的产生和同步的，这与大脑内两个区域之间的连接有一定的相似性。"与轴索束相连的大脑器官组织比单个器官组织或使用以前的技术相连的器官组织显示出更复杂的活动。此外，当研究小组使用一种被称为光遗传学的技术刺激轴索束时，类器官的活动也会发生相应的变化，类器官会在一段时间内受到这些变化的影响，这一过程被称为可塑性。研究的资深作者 Yoshiho Ikeuchi 解释说："这些发现表明，轴索束连接对于复杂网络的发展非常重要。"值得注意的是，复杂的大脑网络负责许多深层次的功能，如语言、注意力和情感。"鉴于大脑网络的改变与各种神经和精神疾病有关，因此更好地了解大脑网络非常重要。对实验室培养的人类神经回路进行研究，将有助于我们更好地了解这些网络在不同情况下是如何形成并随时间发生变化的，从而改进治疗这些疾病的方法。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

实验室培育的模型肿瘤可预测特定药物的治疗效果

实验室培育的模型肿瘤可预测特定药物的治疗效果 由人类肠癌细胞形成的类器官三维结构。蓝色表示单个细胞的细胞核，绿色表示将每个细胞粘在一起的蛋白质，红色表示癌细胞的方向  。研究人员在实验室中培育肿瘤，以便在肠癌患者开始治疗前准确预测哪些药物对他们有效。WEHI领导的这项世界首创研究发现，在肿瘤器官组织（由患者自身组织培养而成的三维癌症模型）上进行药物测试，可以显示它们对特定癌症治疗的反应。目前正在根据研究结果开展一项临床试验，该试验将首次验证类器官药物测试是指导肠癌患者选择治疗方法的准确方法，肠癌是澳大利亚致死率第二高的癌症。WEHI领导的研究证明，类器官药物测试可以预测晚期肠癌患者对治疗的反应，准确率高达90%。这项研究是世界上首次使用源自患者的肿瘤器官组织来预先测试现有治疗方案的有效性，并为肠癌患者确定潜在的新疗法。根据这项研究成果开展的临床试验将于今年启动，以评估类器官药物测试能否彻底改变癌症患者的治疗方式。肠癌，又称结肠直肠癌，仍然是全球癌症相关死亡的第二大原因。在澳大利亚，肠癌也是第四大确诊癌症。虽然肠癌如果发现得早可以得到成功治疗，但由于缺乏症状，只有不到一半的患者在初期阶段得到诊断。这意味着患者往往在癌症扩散到身体其他部位后才被诊断出来。尽管治疗肠癌的方法越来越多，但目前预测哪种疗法对每位患者最有效的能力却很有限。肿瘤类器官是一种微型三维癌症模型，尺寸只有沙粒大小。肿瘤器官组织是在实验室中根据患者自身的组织样本培育而成的，它能模拟癌症的特征，包括对药物治疗的敏感性。在发表于《细胞报告医学》（Cell Reports Medicine）的一项具有里程碑意义的研究中，WEHI 的研究人员表明，通过评估肠癌患者的器官组织对特定药物的反应，该技术可以确定对个别肠癌患者最有效的治疗方法。共同首席研究员、肿瘤内科医生彼得-吉布斯教授说，这一发现可以结束目前为患者选择癌症治疗方法的试验和错误过程，并改善他们的生活质量。"吉布斯教授同时也是 WEHI 实验室的负责人，他说："每次给病人提供无效的治疗，都会让病人损失 2-3 个月的时间。成功治疗的窗口往往是有限的，因此我们必须选择成功几率最高的方案，避免其他不太可能奏效的治疗方法。我们的研究结果表明，类器官药物测试有可能改变癌症治疗的游戏规则，通过改进治疗选择，有可能彻底改变个性化医疗和临床医生与患者之间的护理"。由于可以从一个患者组织样本中培育出数百个器官组织，因此可以在实验室中测试各种不同的治疗方案。"许多晚期肠癌患者只有一到两次治疗机会。在开始治疗前了解什么方法最有可能奏效，将对他们的生存结果和生活质量产生重大影响，"吉布斯教授说。左起：彼得-吉布斯教授、奥利弗-西伯副教授和谭涛博士。作为研究的一部分，30 名肠癌晚期患者的器官组织被用于在临床可行性试验中对化疗药物进行预试验。该研究的通讯作者、WEHI 实验室主任奥利弗-希伯（Oliver Sieber）副教授说，看到这项研究取得令人鼓舞的成果，对团队来说是一个突破性的时刻，验证了团队五年多来的研究成果。"西伯副教授说："如果一种药物对肿瘤类器官没有作用，那么这种治疗对病人也没有作用，反之亦然。我们的研究表明，类器官药物检测能够预测研究患者的治疗反应，准确率高达 83%。重要的是，预先测试显示出无效疗法的准确率超过 90%"。研究人员还利用有机体来测试不常用于肠癌患者的化疗药物的有效性。他们发现两名患者的器官组织对一种常用于治疗乳腺癌和膀胱癌的药物很敏感。"我们不仅首次证明了类器官药物试验可以预测患者对肠癌治疗的反应，而且还在试验中为患者找到了新的治疗方案。这就是这项令人难以置信的技术的力量"。一名研究人员手持装有实验室培育的器官组织的托盘，器官组织只有沙粒大小。合作试验这项研究的第一作者陶坦（Tao Tan）博士正在将研究成果转化为临床试验，今年将在维多利亚州的多家医院展开。这项研究将由澳大利亚癌症协会和斯塔福德-福克斯医学研究基金会（Stafford Fox Medical Research Foundation）资助，研究人员希望招募最近被诊断出患有肠癌的患者，以评估他们的肿瘤器官组织能否准确预测个人对治疗的反应。这项题为"基于患者衍生肿瘤类器官的转移性结直肠癌标准疗法预测性测试统一框架"的研究发表在《细胞报告医学》（Cell Reports Medicine）上。这项研究得到了澳大利亚胃肠道试验小组（AGITG）、斯塔福德-福克斯医学研究基金会、澳大利亚癌症协会、北京基因组研究所、维多利亚州癌症理事会维多利亚州癌症生物库和维多利亚州政府的支持。 ... PC版： 手机版：

科学家可能发现了自闭症的第一个征兆：异常巨大的大脑

科学家可能发现了自闭症的第一个征兆：异常巨大的大脑 一些患有自闭症的儿童面临着严重、持久的挑战，包括发育迟缓、社交障碍，甚至可能无法说话。与此同时，其他儿童的症状可能会随着时间的推移而减轻。在此之前，这种结果上的差异对科学家来说一直是个谜。加州大学圣地亚哥分校的研究人员在《分子自闭症》（Molecular Autism）杂志上发表的一项新研究首次揭示了这一问题。研究结果包括这两种亚型自闭症的生物学基础是在子宫内形成的。研究人员利用10名1至4岁患有特发性自闭症（未找到单基因病因）的幼儿的血液干细胞，创建了大脑皮质器官（BCOs）或胎儿皮质模型。他们还从六名神经正常的幼儿身上制造出了大脑皮层有机体。大脑皮层通常被称为灰质，位于大脑外侧。它拥有数百亿个神经细胞，负责意识、思维、推理、学习、记忆、情感和感官功能等基本功能。研究结果包括根据在不同年份（2021 年和 2022 年）进行的两轮研究，患有自闭症的幼儿的 BCO 比神经畸形对照组的 BCO 大得多，大约大 40%。每一轮研究都要从每位患者身上提取数百个器官组织。研究人员还发现，自闭症幼儿的 BCO 生长异常与他们的疾病表现有关。幼儿的 BCO 体积越大，他们日后的社交和语言症状就越严重，核磁共振成像显示的大脑结构也越大。与神经正常的同龄人相比，BCO 过度增大的幼儿在社交、语言和感官脑区的体积比正常幼儿要大。桑福德干细胞研究所（SSCI）太空干细胞轨道综合研究中心主任阿利森-穆奥特里（Alysson Muotri）博士说："大脑并不一定越大越好。"她是癌症干细胞生物学领域领先的医生科学家，其研究探索了空间如何改变癌症进展这一基本问题。穆奥特里还是加州大学圣地亚哥分校医学院儿科学系和细胞与分子医学系的教授。更重要的是，所有自闭症儿童的脑器质性组织，无论严重程度如何，其生长速度都比神经正常儿童快三倍左右。一些最大的脑器质性组织来自最严重、最顽固的自闭症儿童的神经元也在加速形成。幼儿的自闭症越严重，他们的脑器质性组织的生长速度就越快，有时甚至发展到神经元过剩的地步。与穆奥特里共同领导这项研究的医学院神经科学系教授、博士埃里克·库尔切森（Eric Courchesne）称这项研究是"独一无二的"。他说，将自闭症儿童的数据（包括智商、症状严重程度和核磁共振成像等影像学检查）与相应的BCO或类似的干细胞衍生模型相匹配，是非常有意义的。但奇怪的是，在他们的工作之前，还没有开展过此类研究。"自闭症的核心症状是社交情感和沟通问题，"兼任加州大学圣地亚哥分校自闭症卓越中心联合主任的库尔切森说。"我们需要了解造成这些问题的潜在神经生物学原因，以及它们是何时开始的。我们是第一个设计自闭症干细胞研究这一具体和核心问题的人。"长期以来，人们一直认为自闭症是一种复杂的渐进性疾病，始于产前，涉及多个阶段和过程。虽然自闭症患者没有两个是相同的就像神经正常的人没有两个是相同的一样但患有这种神经发育疾病的人一般可分为两类：一类是社交障碍严重，需要终生照顾，甚至可能不说话；另一类是病情较轻，最终发展出良好的语言能力和社交关系。科学家们还无法确定为什么会存在至少两类自闭症患者。他们也无法在产前识别自闭症儿童，更不用说预测他们的病情可能有多严重了。现在，库尔切森和穆奥特里已经确定大脑过度生长始于子宫内，他们希望找出其原因，以便开发出一种疗法，缓解这种疾病患者的智力和社交功能。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

中国科学家研制出一种新的化学混合物 可使脑组织在冷冻和解冻时不受损伤

中国科学家研制出一种新的化学混合物 可使脑组织在冷冻和解冻时不受损伤 访问：NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 冷冻能有效防止有机物分解，但仍会造成损害。当内部的水变成冰时，结晶体会撕裂细胞。这就是为什么冷冻肉类或水果在解冻后会变得有点糊，但更大的问题是，用于移植或研究的冷冻器官或组织也会出现这种情况。在这项新研究中，中国复旦大学的科学家们试验了各种化学物质，看看哪些化学物质可以在冷冻过程中保存活体脑组织。他们首先在脑器质性组织上测试了有希望的化学物质脑器质性组织是实验室培育的小块脑组织，能发育成不同类型的相关细胞。将有机体浸泡在各种化学物质中，然后在液氮中冷冻 24 小时。然后在温水中迅速解冻，并检查其功能、生长情况以及随着时间的推移细胞受损的迹象。保护微型大脑效果最好的化学物质将进入下一轮，在类似的冷冻和解冻试验中尝试各种组合。最终，研究人员找到了最有希望的混合物，并将其命名为MEDY，这是以四种主要成分命名的：甲基纤维素、乙二醇、二甲基亚砜和Y27632。研究小组将微型大脑培育到不同的年龄，从四周到三个多月不等，然后将它们冷冻在 MEDY 中，解冻后继续观察几周。耐人寻味的是，保存在 MEDY 中的大脑有机体显示出与从未冷冻过的大脑有机体相似的生长和功能模式。令人难以置信的是，有一批在MEDY中冷冻了长达18个月，解冻后仍然显示出类似的抗损伤保护。研究小组还冷冻了从人类癫痫患者身上提取的活体脑组织样本，并发现 MEDY 保护了这些样本不受损伤。这一过程没有破坏脑细胞的结构，甚至保留了癫痫的病理特征这一点非常重要，因为这意味着样本可以冷冻起来，以便日后进行研究或分析，而不会因为冷冻过程造成的损害而影响结果。这种新型冷冻技术最直接的影响是，它可以延长大脑器官组织和样本的储存时间，用于生物医学研究，但最终也可以应用于整个大脑和其他组织。这项研究发表在《细胞报告方法》杂志上。 ... PC版： 手机版：

剑桥科学家发现免疫系统的"新规则" 调节性T细胞能穿越人体修复组织

剑桥科学家发现免疫系统的"新规则" 调节性T细胞能穿越人体修复组织 剑桥大学的研究人员发现，调节性 T 细胞能穿越人体修复组织，这为各种疾病的靶向治疗开辟了道路。调节性 T 细胞是白细胞的一种，它们组成一个庞大的群体，在全身不断循环，寻找并修复受损组织。这推翻了传统的观点，即调节性T细胞是作为局限于身体特定部位的多个专业群体而存在的。这一发现对许多不同疾病的治疗都有意义因为几乎所有疾病和损伤都会触发人体的免疫系统。目前的抗炎药物治疗的是整个身体，而不仅仅是需要治疗的部位。研究人员说，他们的发现意味着有可能关闭身体的免疫反应，修复身体任何特定部位的损伤，而不影响身体的其他部位。这意味着可以使用更高剂量、更有针对性的药物来治疗疾病，而且有可能迅速见效。该研究的资深作者阿德里安-利斯顿（Adrian Liston）教授和詹姆斯-杜利（James Dooley）博士利用显微镜追踪抗炎调节性T细胞在组织中的流动。图片来源：路易莎-伍德/巴伯拉罕研究所统一治疗力量"我们发现了免疫系统的新规则。这支'统一的治疗大军'无所不能修复受伤的肌肉，让脂肪细胞对胰岛素做出更好的反应，让毛囊重新生长……"论文的资深作者、剑桥大学病理学系阿德里安-利斯顿（Adrian Liston）教授说："想到我们可以用它来治疗如此广泛的疾病，这真是太棒了：它有可能被用于治疗几乎所有的疾病。"为了得出这一发现，研究人员分析了小鼠体内48个不同组织中的调节性T细胞。结果发现，这些细胞并不是特化的或静止的，而是在体内移动到需要它们的地方。研究结果发表在今天的《免疫》（Immunity）杂志上。调节性 T 细胞可以通过血液从一个组织迁移到另一个组织。这些细胞在体内游走仅需几分钟，一旦进入组织，速度就会减慢，平均在组织内停留三周后才会离开。图片来源：Equinox Graphics利斯顿说："很难想象有哪种疾病、损伤或感染不涉及某种免疫反应，而我们的发现确实改变了我们控制这种反应的方式。既然我们知道这些调节性T细胞存在于人体的各个部位，原则上我们就可以开始针对单一器官进行免疫抑制和组织再生治疗，这与目前的治疗方法相比是一个巨大的进步，因为目前的治疗方法就像用大锤敲打身体一样。"研究人员利用他们已经设计出的一种药物，在小鼠身上证明了可以将调节性 T 细胞吸引到身体的特定部位，增加它们的数量，并激活它们来关闭免疫反应，促进一个器官或组织的愈合。利斯顿说："通过提高人体目标区域调节性 T 细胞的数量，我们可以帮助人体更好地进行自我修复或管理免疫反应。"该研究的第一作者奥利弗-伯顿（Oliver Burton）博士使用光谱细胞仪分析来自不同组织的抗炎调节性 T 细胞。图片来源：路易莎-伍德，巴布拉汉姆研究所他补充说："在许多不同的疾病中，我们都希望关闭免疫反应，启动修复反应，例如多发性硬化症等自身免疫性疾病，甚至许多传染性疾病。"COVID-19 等感染的大多数症状并非来自病毒本身，而是来自人体免疫系统对病毒的攻击。一旦病毒过了高峰期，调节性T细胞就应该关闭人体的免疫反应，但在某些人体内，这一过程并不十分有效，可能导致持续的问题。这项新发现意味着有可能使用一种药物来关闭病人肺部的免疫反应，同时让身体其他部位的免疫系统继续正常运作。另一个例子是，接受器官移植的人必须终生服用免疫抑制药物，以防止器官排斥反应，因为身体会对移植器官产生严重的免疫反应。但这使他们极易受到感染。这项新发现有助于设计新的药物，只关闭人体对移植器官的免疫反应，但保持身体其他部分正常工作，使病人能够过上正常的生活。大多数白细胞通过触发免疫反应来攻击体内的感染。与此相反，调节性 T 细胞就像一支"统一的治疗大军"，其目的是在免疫反应完成任务后关闭免疫反应，并修复免疫反应造成的组织损伤。研究人员目前正在筹集资金，准备成立一家独立公司，目的是在未来几年内开展临床试验，在人体上测试他们的研究成果。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：