干细胞生物学家为研究创造新的人类细胞类型

干细胞生物学家为研究创造新的人类细胞类型鲁汶大学的VincentPasque教授和他的团队已经成功地在实验室里利用干细胞生成了一种新型的人类细胞。这些新细胞与早期人类胚胎中的自然对应物非常相似。因此，研究人员现在可以更好地研究胚胎植入子宫后的情况。该研究结果发表在《细胞·干细胞》杂志上。如果一切顺利的话，人类胚胎在受精后约七天植入子宫。在这一点上，由于技术和伦理上的限制，胚胎变得无法用于研究。这就是科学家们已经开发了各种类型的胚胎和胚胎外细胞的干细胞模型，以便在培养皿中研究人类发育的原因。由VincentPasque领导的研究团队已经为一种特定类型的人类胚胎细胞，即胚胎外中胚层细胞，开发了第一个模型。Pasque教授说：“这些细胞在胚胎中产生第一滴血，帮助胚胎附着在未来的胎盘上，并在形成原始脐带中发挥作用。在人类中，这种类型的细胞出现在比小鼠胚胎更早的发育阶段，而且物种之间可能还有其他重要差异。这使得我们的模型特别重要：对小鼠的研究可能不会给我们同样适用于人类的答案。”研究人员用人类干细胞制作了他们的模型细胞，这些细胞仍然可以发育成胚胎的所有细胞类型。这些新细胞与人类胚胎中的自然对应物非常相似，因此是该特定细胞类型的良好模型。“你不会每天都制造一种新的人类细胞类型，”Pasque说。“我们非常兴奋，因为现在我们可以研究通常在发育过程中无法触及的过程。事实上，该模型已经使我们找到了胚胎外中胚层细胞的来源。从长远来看，我们的模型也将有望对生育问题、流产和发育障碍等医学难题提供更多的启示。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311881.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1311881.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。

"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

科学家在实验室的培养皿中培养出迷你眼睛来研究失明问题

科学家在实验室的培养皿中培养出迷你眼睛来研究失明问题就像所有器官一样，这些眼睛一开始是由捐赠者收集的成人皮肤细胞。科学家们能够将这些皮肤细胞变成所谓的诱导多能干细胞（iSPCs），然后可以哄骗它们形成特定的细胞类型。由此产生的迷你器官是三维模型，比培养出的扁平的标准细胞更准确地模仿真实事物，使科学家能够用它们来研究发育、疾病和药物。在这种情况下，伦敦大学学院（UCL）的研究人员想观察他们是否能让感光的视杆细胞排列成层，就像它们在视网膜中出现的那样。结果他们取得了成功，研究小组能够利用单细胞RNA测序技术，对这些细胞进行比以往更详细的成像。该研究的第一作者YehChwanLeong博士说："要研究病人视网膜上无法触及的微小神经细胞是很困难的，因为它们是如此错综复杂地连接在一起，并精巧地安置在眼睛的后面。通过使用一个小的皮肤活检，我们现在有技术将细胞重新编程为干细胞，然后创造出实验室生长的视网膜，其DNA与我们的病人相同，因此具有相同的遗传条件。"这里所说的遗传条件是厄舍尔综合征，这是一种罕见的先天性缺陷，可能会使婴儿出生时就失聪，并且到成年时视力会退化。通过从患有和不患有厄舍尔综合症的捐赠者身上培育迷你眼睛，该团队能够观察到两者之间的差异。这最终可以为这种疾病的新疗法提供线索，也可以为其他疾病如视网膜色素变性提供线索。在未来的工作中，该团队计划使用更广泛的患者样本培育更多的迷你眼睛，并在它们身上测试不同的药物。该研究发表在《干细胞报告》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333519.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333519.htm

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

类器官工程的突破：研究人员开发模仿人体器官的模型系统

类器官工程的突破：研究人员开发模仿人体器官的模型系统来自德累斯顿的马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所（MPI-CBG）和复杂系统物理学研究所（MPI-PKS）以及维也纳的分子病理学研究所（IMP）的科学家现在首次定义了器官发育的指标。在他们的研究中，国际研究团队提供了必要的工具，将器官--微型器官--领域转化为工程学科，以开发人类发展的模型系统。在发育过程中，细胞的集体互动带来了生物体的成型。不同的器官具有不同的几何形状和不同连接的三维结构，决定了器官中充满液体的管道和循环的功能。一个例子是肾脏的分支网络结构，它支持了血液成分的有效过滤。在一个活的系统中观察胚胎发育是很难的，这就是为什么很少有概念描述充满液体的管道和环路的网络是如何发展的。虽然过去的研究表明细胞力学如何在生物体的发育过程中诱发局部形状的变化，但不清楚组织的连接性是如何出现的。神经上皮细胞器的复杂结构是由上皮细胞的融合过程产生的，细胞膜用红色标记，而充满液体的管道用绿色标记。资料来源：Ishihara等人，《自然》（2022）通过结合成像和理论，研究人员石原启介首先在MPI-CBG和MPI-PKS的JanBrugues小组开始研究这个问题。后来，他在IMP的EllyTanaka小组继续工作。Keisuke和他的同事ArghyadipMukherjee（以前是MPI-PKS的FrankJülicher小组的研究员）以及JanBrugués一起，使用了从小鼠胚胎干细胞中提取的器官，这些器官形成了复杂的上皮细胞网络，它们排列在器官上并发挥着屏障作用。"我仍然记得当我发现一些器官组织转化为具有多个芽的组织，看起来像一串葡萄时的激动时刻。不过，描述发育过程中三维结构的变化被证明是具有挑战性的，"Keisuke回忆并补充说，"我发现这种类器官系统产生了惊人的内部结构，有许多循环或通道，类似于一个有孔的玩具球。"在类器官中研究组织的发展有几个优点：它们可以用先进的显微镜方法进行观察，使其有可能看到组织深处的动态变化。它们可以被大量生成，环境可以被控制以影响发育。研究人员能够研究上皮细胞的形状、数量和连接性。他们跟踪了有机体内部结构随时间变化的情况。组织的连通性来自两个不同的过程：要么是两个独立的上皮细胞融合，要么是单个上皮细胞通过融合其两端而自我融合，从而形成一个甜甜圈状的环。研究人员根据上皮细胞表面的理论提出，上皮细胞的不灵活性是控制上皮细胞融合的关键参数，进而控制组织连接性的发展。该研究的导师JanBrugues、FrankJülicher和EllyTanaka总结说："我们希望我们的发现将导致对复杂的组织结构以及器官发育中形状和网络连接之间的相互作用有一个新的看法。我们的实验和分析框架将帮助类器官社区描述和设计模仿人类器官的自组织组织。通过揭示细胞因素如何影响器官发育，这些结果也可能对那些对组织原理感兴趣的发育细胞生物学家有用"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333455.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333455.htm