三维细胞培养体系在类器官构建中的应用进展2025-10-31 08:45:53
三维细胞培养体系可通过构建具有3D空间结构的支架或基质模拟体内细胞生存环境的关系及微环境,进而模拟复杂的生理病理过程。目前已逐步发展出拟胚体、三维聚集体、类器官及类器官功能单元等多个层级。拟胚体是由干细胞在悬浮培养中自发聚集形成的三维细胞团,细胞排列无序,且缺乏器官特异性结构。三维聚集体是由细胞通过黏附作用形成的细胞团。类器官是一类由成体干细胞或多能干细胞等在体外环境中培养形成的3D微型器官,其中执行特定生理功能的结构性亚单位组成了类器官的功能单元。2009年,荷兰Sato等利用小鼠肠道来源的成体干细胞培养出鼠小肠类器官,使类器官成为生命科学领域的新兴前沿技术。类器官在细胞类型、组织结构和功能特性等方面与目标或来源组织高度一致,能实现对体内器官结构及功能的高度模拟。目前,已成功构建了脑、心、肺、甲状腺等多系统脏器的类器官模型,以及肺癌、肠癌、胃癌、肝癌等肿瘤组织来源的类器官。近年来,垂体类器官也已成功构建,但下丘脑-垂体功能密不可分,因此下丘脑/垂体类器官具有更广阔的应用前景。下丘脑和垂体是人体内分泌系统的核心器官,在生长发育、生殖、代谢等方面发挥调控作用。下丘脑调控垂体促激素的分泌,作用于靶腺分泌相应激素,同时靶腺激素又反馈作用于垂体和下丘脑,进而维持激素处于动态稳定水平。
下丘脑和垂体疾病包括发育异常、肿瘤等,这些疾病可引起不同程度的激素功能减退,严重者甚至可危及生命。人类下丘脑和垂体组织获取困难,传统用于临床前研究的体外模型主要包括动物模型和二维细胞系。基于大鼠、小鼠、鸡等动物模型的研究阐明了下丘脑/垂体的基本细胞和分子机制,以及部分疾病的潜在机制,然而其基因表达模式及基因突变导致的表型等方面与人类存在种属差异。
出自《下丘脑/垂体类器官的过去和未来》作者肖燕,王胜杰,姜得悦。
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