不同的类器官可以实现体外组装2024-03-19 09:09:40
体内真实的生理过程往往涉及到多细胞类型、多组织、多系统的相互连接与相互作用,这使得在单一类器官构建之外,也需要在体外培养出具有更丰富的细胞类型、更完整的谱系来源、更复杂的互作结构的类器官。类器官融合培养即是针对该问题的探索。2017年,研究人员在体外构建了人多能干细胞衍生而来的内侧神经节隆起与皮质特异性的类器官,它们分别重现了体内MGE与皮质的发育过程。钙成像结果显示,培养的人内侧神经节隆起类器官和人皮质类器官中产生了生理功能性神经元和神经元网络,这也提示着二者的功能成熟。将hMGEOs与hCOs进行融合,研究人员发现中间神经元可向皮层侧迁移,这一发现重现了体内中间神经元由MGE向皮质区切向迁移的过程。融合类器官研究还体现在皮质-运动环路的体外构建中。2020年,Pasca团队体外构建了类似于大脑皮质或脊髓/后脑的类器官,并与骨骼肌球体进行组装,生成了皮质-运动组装体。结合病毒追踪、钙成像及膜片钳技术,研究人员对该组装体进行了功能验证,发现皮质神经元存在向脊髓的投射,脊髓源性的神经元与骨骼肌相连,对组装体皮质端进行刺激可以诱发骨骼肌的强烈收缩。
以上研究都证实了不同的类器官可以实现体外组装,从而建立类似于体内不同脑区、组织谱系之间的相互作用。这为在体外构建更复杂的类器官模型提供了依据,为理解发育和疾病的复杂过程提供了新思路与新方法。融合类器官相较于传统的单一类器官,更接近于在体外进行人为的“系统”的构建。这一过程往往涉及到不同种类类器官的分别分化、共培养与组装,最终目的是在体外重现体内各组织分化、迁移与相互作用及形成完整功能结构的整体的过程。
出自《类器官技术与合成生物学协同研究进展》作者陈子苓,向阳飞.
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