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类器官的分类与应用2021-11-01 08:49:31

生物技术是21世纪科技领域最令人瞩目的高新技术,为人类解决疾病防治、食物短缺、能源匮乏和环境污染等一系列关系国计民生的问题带来了希望。干细胞技术是利用干细胞的一项生物技术,是生物技术领域的一项重要研究内容,与生物制药技术、免疫细胞技术构成了生物技术的三大核心内容。干细胞是一类具有自我复制、更新和多向分化潜能的原始细胞。

3D细胞培养是将干细胞、生长因子与人造基质骨架共培养,以模拟体内细胞生长的微环境。类器官是利用干细胞的自组织特性通过3D培养创建的多种多细胞组织代替物。大多数类器官模型只代表组织的单个或部分组成部分,并且通常很难控制这些系统中的细胞类型、组织和细胞-细胞/细胞基质相互作用,从而形成了局限性。作者着重介绍了近年来一些生物医学工程领域中肠、脑、肺脏、肝脏、子宫、卵巢等类器官的研究进展及应用前景。

简单来说,生命机体的发育是从合子精确控制逐步分化的过程及产生的细胞自组织的过程。当多能干细胞在不受控制的分化和自组织作用下形成含有多种半组织的畸胎瘤时,这个过程可以部分复制。同样,这一过程在体外也可以通过诱导PSCs向下分化来控制特定谱系。若提供合适的三维支架和生化因子,从PSCs分化出来的细胞将自组织形成组织特异性器官。类器官系统是由在自分泌、旁分泌或邻分泌信号调节下的细胞,或者外源 性添加的细胞外基质底物、小分子和生长因子等衍生而来。这些因素的相互作用创造了一个动态的环境,指导干细胞的自我更新和分化以及细胞在类器官中的自我组装。在类器官模型的建立过程中,在干细胞池和组织工程等领域发展起来的生物工程方法已经可以用来指导类器官的行为和组织。

出自《类器官的研究进展及应用》作者李娟娟,张君涛,赵英博。