科学家在培养皿中创造了一种“微型心脏”类器官

科学家在培养皿中创造了一种“微型心脏”类器官人类的心脏在受孕后大约三周开始形成，通常在这个时期许多女性还没有意识到自己怀孕了。这个因素导致我们对早期心脏形成的复杂细节的了解相对有限。从动物研究中获得的见解并不完全适用于人类，因此慕尼黑工业大学团队创建的类器官对科学界具有重要意义。心脏类器官（心外膜）发育的各个阶段。图片来源：AlessandraMoretti/TUM一个由35000个细胞组成的球该团队与心血管疾病再生医学教授山德拉·莫雷蒂合作，开发了一种利用多能干细胞制造“迷你心脏”的方法。大约35000个细胞在离心机中旋转成球体。在几周的时间内，根据固定的方案将不同的信号分子添加到细胞培养物中。“通过这种方式，我们模仿了体内控制心脏发育程序的信号通路，”亚历山德拉·莫雷蒂解释道。该小组现已在《自然生物技术》杂志上发表了其研究成果。首个“心外膜”所得的类器官直径约为半毫米。尽管它们不泵血，但它们可以受到电刺激并且能够像人类心室一样收缩。Moretti教授和她的团队是世界上第一批成功创建含有心肌细胞（心肌细胞）和心壁外层（心外膜）细胞的类器官的研究人员。在心脏类器官的年轻历史中（第一个心脏类器官于2021年描述），研究人员此前仅使用心肌细胞和来自心壁内层（心内膜）的细胞创建了类器官。“要了解心脏是如何形成的，心外膜细胞起着决定性的作用，”该研究的第一作者安娜·梅尔博士说。“心脏中的其他细胞类型，例如连接组织和血管中的细胞，都是由这些细胞形成的。心外膜在形成心室方面也起着非常重要的作用。”该团队将新的类器官恰当地命名为“心外膜类器官”。亚历山德拉·莫雷蒂教授。图片来源：DanielDelang/TUM发现新细胞类型除了生产类器官的方法外，该团队还报告了第一个新发现。通过对单个细胞的分析，他们确定了最近在小鼠中发现的一种前体细胞是在类器官发育的第七天左右形成的。心外膜是由这些细胞形成的。“我们假设这些细胞也存在于人体内——哪怕只存在几天，”莫雷蒂教授说。这些见解也可能为为什么胎儿心脏能够自我修复提供线索，而成年人的心脏几乎完全不具备这种能力。这些知识可以帮助找到治疗心脏病和其他疾病的新方法。生产“个性化类器官”研究小组还表明，类器官可用于研究个体患者的疾病。研究人员利用来自努南综合征患者的多能干细胞，在培养皿中制备了模拟该病症特征的类器官。在接下来的几个月中，该团队计划使用类似的个性化类器官来研究其他先天性心脏缺陷。由于有可能在类器官中模拟心脏病，未来可以直接在类器官上进行药物测试。“可以想象，此类测试可以减少药物开发时对动物实验的需求，”亚历山德拉·莫雷蒂说。类器官研究是慕尼黑工业大学的重点研究领域研究人员已经为心脏类器官的制造过程注册了一项国际专利。Epicardioid模型是慕尼黑工业大学的几个类器官项目之一。在类器官系统中心，来自不同部门和主席的工作组将进行合作。他们将利用最先进的成像和细胞分析对胰腺、大脑和心脏类器官进行跨学科研究，以研究器官、癌症和神经退行性疾病的形成，并利用人体3D系统实现医学进步。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369307.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369307.htm

"与人类体内的几乎完全相同" - 科学家在培养皿中成功创建肾上腺

"与人类体内的几乎完全相同"-科学家在培养皿中成功创建肾上腺患有肾上腺疾病的人，如原发性肾上腺功能不全，即肾上腺不能产生足够的激素，如果不加以治疗，会出现疲劳、低血压、昏迷，甚至死亡等症状。目前，原发性肾上腺功能不全没有治疗方法，用于治疗的激素替代疗法有很大的副作用。一个更可取的替代方法是再生医学方法，重新生长出一个能够合成激素并根据大脑的反馈适当释放激素的功能性肾上腺。在《发育细胞》杂志上的一项新研究中，宾夕法尼亚大学兽医学院的研究人员哄骗培养皿中的干细胞进行分裂、成熟，并承担起人类胎儿肾上腺的一些功能，使这一目标又近了一步。高级作者、宾夕法尼亚州兽医局助理教授KotaroSasaki说："这是一个原则性的证明，我们可以创建一个在培养皿中生长的系统，其功能几乎与人类肾上腺的早期发育阶段相同。像这样的平台可用于更好地了解肾上腺功能不全的遗传学，甚至用于药物筛选，以确定对这些疾病患者的更好治疗方法。"Sasaki表示，他的团队的目标是使用人类可诱导多能干细胞（iPSCs），它可以产生无数不同的细胞类型，以模仿正常人类肾上腺发育的阶段。在这一过程中，细胞将被引导为具有肾上腺的特征。首先，研究人员使用了所谓的"类器官培养"系统，在该系统中，细胞首先作为漂浮的集合体生长三周，然后在一侧暴露在空气中的薄膜上生长，促进更好的生存，并允许它们在三维空间中增殖。利用精心挑选的生长介质，他们促使iPSCs在肾上腺发育过程中产生一种中间组织类型，即后部中间中胚层（PIM）。在验证了他们培养的PIM样细胞后，研究人员开始指导这些细胞过渡到下一个阶段，即肾上腺皮质祖细胞，在这一阶段，细胞打开标志物，表明它们已经"致力于"成为肾上腺细胞。检查肾上腺标志物的分子检测，以及透射电子显微镜分析，都告诉Sasaki和同事，他们在重建类似于早期肾上腺的组织方面走对了路。实验室的博士后、该研究的主要作者MichinoriMayama说："我们开发的过程是非常有效的，器官中大约有50%的细胞获得了肾上腺皮质细胞命运。我们在培养物中看到的具有大量粉红色细胞质和相对较小的细胞核的卵圆形细胞，在这个阶段非常具有人类肾上腺细胞的特征。"佐佐木、真山和研究小组的其他成员进行了一些测试，以评估他们培养的细胞的功能与人类肾上腺的功能有多大的相似之处。他们发现，实验室培养的细胞产生类固醇激素，如DHEA，就像"现实生活"中的同类物质一样。在体外可以产生与体内产生的大部分相同的类固醇。他们的研究还表明，培育的细胞可以对所谓的下丘脑-垂体-肾上腺轴作出反应，这是一个反馈回路，管理着从大脑到肾上腺再到大脑的通信。"我们使用了通常抑制肾上腺DHEA分泌的药物，并显示我们的iPSC衍生的肾上腺细胞对这些药物有类似的反应，激素分泌明显减少，Sasaki说。"这意味着可以用这个系统来筛选针对肾上腺激素分泌的药物，这可能使肾上腺激素分泌过多的患者或利用肾上腺激素生长的前列腺癌患者受益。"随着研究人员完善他们的系统，他们说他们希望能够产生更多的组织类型的分级，这些组织类型发生在一个成熟的成人肾上腺中。这样一个平台为了解仍然神秘的肾上腺提供了更多机会。特别是它可以被用来探测肾上腺功能不足的遗传基础，以及其他疾病，如肾上腺癌。最终用于创造这种腺体的方法可能有一天会在肾上腺疾病患者中重建一个正常运作的大脑-肾上腺反馈回路。这是一项首创的研究，细胞治疗领域不仅对治疗肾上腺功能不足，而且对治疗其他激素驱动的疾病有很大的希望：高血压、库欣综合症、多囊卵巢综合症等等。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339233.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339233.htm

研究人员利用人类细胞培养出人造鼠肺

研究人员利用人类细胞培养出人造鼠肺日本东北大学和加拿大多伦多大学研究人员在新一期英国《科学报告》杂志上发布成果说，他们将人类细胞注入小鼠肺部组织后培育出“混合人造肺”。将其移植到其他小鼠体内后，血液能流到肺的各个角落。公报说，随着多功能干细胞（包括诱导多功能干细胞和胚胎干细胞）进入临床应用，利用患者自身细胞培养不会发生排异反应的人造移植器官逐渐成为可能。研究人员表示，下一步准备将人体细胞注入猪肺，培养人造肺。猪肺和人肺尺寸相近，如果实验能够成功，那么离人造器官临床应用就更近了一步。

稀有视网膜细胞可能是眼睛感知真实色彩的关键

稀有视网膜细胞可能是眼睛感知真实色彩的关键罗切斯特大学的研究人员利用自适应光学技术深入了解了视网膜的复杂工作原理及其在处理颜色方面的作用。他们在眼窝中发现了难以捉摸的视网膜神经节细胞（RCG），这些细胞可以解释人类是如何看到红、绿、蓝和黄色的。视网膜上有三种类型的锥状体来检测颜色，它们对短、中或长波长的光都很敏感。视网膜神经节细胞将这些锥状体的输入信息传递给中枢神经系统。20世纪80年代，威廉-G-艾林医学光学教授戴维-威廉姆斯（DavidWilliams）帮助绘制了解释色彩检测的"基本方向"图。然而，眼睛检测颜色的方式与人类看到颜色的方式存在差异。科学家们怀疑，虽然大多数RGC遵循基本方向，但它们可能与少量非基本方向的RGC协同工作，从而产生更复杂的感知。最近，来自罗切斯特视觉科学中心、光学研究所和弗劳姆眼科研究所的一组研究人员在眼窝中发现了一些难以捉摸的视网膜神经节细胞，它们可以解释人类是如何看到红、绿、蓝和黄色的。视觉科学中心的博士后研究员萨拉-帕特森（SaraPatterson）领导了这项研究。"关于它们的反应特性是如何运作的，我们还有很多东西需要了解，但它们是视网膜处理颜色过程中缺失环节的一个令人信服的选择。"该团队利用自适应光学技术，这种技术使用可变形的镜面来克服光线失真，最早由天文学家开发，用于减少地面望远镜的图像模糊。20世纪90年代，威廉姆斯和他的同事们开始将自适应光学技术应用于人眼研究。他们制造了一种照相机，可以补偿眼睛自然像差造成的畸变，产生单个感光细胞的清晰图像。帕特森说："眼睛晶状体的光学结构并不完美，这确实降低了眼底镜的分辨率。自适应光学技术能检测并校正这些像差，让我们能够清晰地观察眼睛。这让我们能够前所未有地接触到视网膜神经节细胞，它们是大脑视觉信息的唯一来源。"增进我们对视网膜复杂过程的了解，最终有助于找到更好的方法，让失去视力的人恢复视力。帕特森说："人类有20多个神经节细胞，而我们的人类视觉模型只基于三个神经节细胞。视网膜上有很多我们不知道的东西。这是工程学完全超越视觉基础科学的罕见领域之一。现在人们的眼睛里装着视网膜假体，但如果我们知道所有这些细胞的作用，我们就能让视网膜假体根据神经节细胞的实际功能作用来驱动它们。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430067.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430067.htm

科学家发现葡萄对健康的新益处

科学家发现葡萄对健康的新益处这是首次对人类进行这方面的研究，研究结果加强了之前的初步研究，这些研究发现食用葡萄可以保护视网膜结构和功能。科学研究表明，老龄人口患眼疾和视力问题的风险较高。眼部疾病的主要风险因素包括：1）氧化应激；2）高水平的眼部高级糖化终产物（AGEs）。AGEs会破坏视网膜的血管成分、损害细胞功能并导致氧化应激，从而引发多种眼部疾病。膳食抗氧化剂可以减少氧化应激，抑制AGEs的形成，从而可能对视网膜产生有益的影响，如改善黄斑色素光学密度（MPOD）。葡萄是抗氧化剂和其他多酚的天然来源。在这项新研究中，34名受试者在16周内食用葡萄（相当于每天1½杯葡萄）或安慰剂。与服用安慰剂的受试者相比，食用葡萄的受试者的MPOD、血浆抗氧化能力和总酚类物质含量都有明显增加。而那些不吃葡萄的人，皮肤中测得的有害AGEs则明显增加。JungEunKim博士说："我们的研究首次表明，食用葡萄有益于人类的眼睛健康，这非常令人兴奋，尤其是随着老龄化人口的不断增加。葡萄是一种简单易得的水果，研究表明，每天正常食用1½杯葡萄就能产生有益的影响。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389403.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389403.htm

科学家从极度濒危的犀牛身上培育出干细胞和迷你大脑

科学家从极度濒危的犀牛身上培育出干细胞和迷你大脑苏门答腊犀牛曾经广泛分布于整个东南亚地区，现在地球上只剩下不到80头个体。栖息地的丧失和为获取犀牛角而进行的偷猎是对其生存的主要威胁，而且保护工作并不像预期的那样成功，因为这些动物在人工饲养中并不太配合，而且在繁殖过程方面也很困难。为了给它们提供急需的帮助，马克斯·德尔布吕克分子医学中心（MDC）的科学家已经转向基于实验室的工具。成熟的细胞可以被重新编程成为iPSCs，而iPSCs又可以成为身体中的几乎任何其他细胞。在这项研究中，研究小组从取自马来西亚最后一头雄性苏门答腊犀牛Kertam的皮肤细胞中生成了iPSCs，后者于2019年死亡。这些iPSCs被发现能够成功地产生来自三个生殖层的细胞--内胚层、中胚层和外胚层--这反过来又能产生动物的所有组织和器官。接下来，研究人员用干细胞在实验盘中培育出脑器官，基本上可以被理解为是微型犀牛脑，因为所有测试的神经标志物都可以被检测到，表明这些细胞有可能产生复杂的器官。一个一个月大的迷你犀牛大脑，由干细胞培育而成。发育完全的神经元以绿色显示，而祖细胞为红色。但当然，这项工作最重要的意义在于，iPSCs可用于帮助提高苏门答腊犀牛的育种成功率，并增加其遗传多样性。克塔姆的遗产可以在他死后很长时间内继续存在。该研究的第一作者VeraZywitza说："我们保存了他的遗传信息，并创造了一个机会，为将来的育种目的生产可行的精子。由于从苏门答腊犀牛身上采集的精液在直接取回后质量很差，在冷冻和解冻后质量更差，体外生成的精子为苏门答腊犀牛的一般辅助繁殖提供了一个很好的选择。"该研究发表在《iScience》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332837.htm