2D功能性垂体细胞模型与3D垂体类器官模型的差异2023-09-13 09:33:29
虽然2D和3D培养多能干细胞均可诱导产生功能性垂体细胞,但两者存在以下不同之处:①2D细胞培养周期更短,2D细胞培养30d即可出现功能性垂体细胞,而3D类器官培养至少需67d;②3D类器官培养更接近生理环境,3D类器官培养可在体外重现下丘脑神经外胚层与口腔外胚层间相互作用,更适用于先天性垂体疾病的建模;③2D细胞培养比3D类器官培养所得垂体细胞纯度更高,因此2D细胞培养更适用于垂体功能障碍患者的细胞再生医学治疗研究;④3D垂体类器官中,ACTH+细胞占比最高,而2D细胞培养得到的垂体细胞中GH+细胞占比最高。因此,研究者们需根据自身研究目的,并结合2D细胞培养与3D类器官培养的不同特性选择合适的研究体系。迄今为止,对垂体发育过程的研究主要集中在模式生物上,如小鼠、大鼠、鸡和斑马鱼。由于物种差异性、人类垂体样本的难获得性及伦理风险和技术限制等问题,有关人类垂体发育的研究仍十分有限。将多能干细胞在体外环境中分化为垂体类器官,其过程类似于垂体胚胎发育过程。一些研究者已利用人多能干细胞衍生的垂体类器官模型探究了背腹侧发育因子对人类垂体前叶分化的影响及胚胎发育过程中下丘脑与垂体前叶间的相互作用。
此外,Vennekens等基于小鼠垂体干细胞衍生的类器官发现老化腺垂体中的垂体干细胞只能在体外被其激活,这可能与老年小鼠血清中白细胞介素‐6升高及老化垂体腺本身的高炎症状态有关。这一研究结果为减缓垂体老化和修复垂体损伤指明了潜在的方向。垂体类器官可以用于研究遗传性垂体疾病的发病机制。2020年,Suga实验室采用患者来源的iPSC构建了先天性垂体发育不全的类器官疾病模型,并进行了发病机制研究。
出自《垂体类器官的研究进展与展望》作者王胜杰,江小霞,郭清华。
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