肝肺肠类器官培养体系与功能成熟研究2026-08-07 09:26:55
约翰斯·霍普金斯大学科研团队成功开发出具有可编程特性的形状自适应壳装微电极阵列,实现了对三维心脏类器官的全表面电生理映射与长期动态监测,极大提升了数据采集的时空分辨率,为精准解析疾病网络与评估药物效应提供了强大工具。近期,Kim等模拟胚胎植入与侵袭的过程,在具有高孔隙率、高亲水性和低刚度的胶原-聚乙二醇复合凝胶上培养胚状体,获得了具有腔室结构和同步收缩功能的心脏类器官,为心血管转化研究提供了简洁有效的平台。结合促进肝细胞成熟的中胚层衍生旁分泌信号,以及介导细胞间接触的三维微环境,肝类器官的三维培养技术逐渐成熟。Takebe等通过共培养PSC来源的肝内胚层细胞、人间充质干细胞和内皮细胞,成功生成了具有三维结构的肝芽,移植到小鼠体内后,这些肝芽能够与宿主循环系统连接并进一步成熟,证明了功能性血管化对于类器官成熟的关键作用。近日,通过在iPSC分化过程中引入维生素C和胆红素等因子,诱导出的具有区域特异性的肝前体细胞进行自我组装,形成了包含三个肝区特征的类器官。
之后,另一研究团队通过分阶段诱导iPSC分化为红细胞-髓系祖细胞与肝内胚层,并结合内皮与间充质细胞,成功构建了包含功能库普弗细胞的肝类器官,该模型首次实现了肝细胞、内皮细胞、间充质细胞与免疫细胞的共同培养,为研究肝病机制与药物筛选提供了生理相关性更高的全新平台。Yin等设计了一种立方体芯片培养平台,可以从PSC分化出具有远端呼吸气道特征的类器官,该类器官能够在30d内结构成熟,用于模拟慢性阻塞性肺疾病及细胞治疗。研究团队不断优化分化方案,通过在分化体系中引入肠道干细胞微环境因子表皮调节素,成功在单一流程中同步生成了包含上皮、间质、平滑肌、功能性肠神经元及血管前体细胞的复杂类器官,显著提升了类器官的结构完整性与生理相关性。
出自《多能干细胞源类器官研究进展》作者李雪婷,李剑南,华进联。
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