多能干细胞定向分化构建功能性类器官的技术进展2025-04-27 08:31:58
ESC是一种源自囊胚内细胞团的多能干细胞，具有无限增殖、自我更新和多向分化的潜能。理论上，ESC能够分化成任何组织类型。目前，已经通过调控ESC的分化行为构建出了多种不同组织的类器官。例如，Romitti等利用重新编组的人源ESC构建了人甲状腺类器官模型。该类器官能够恢复运动小鼠体内的血浆甲状腺激素，为未来甲状腺相关疾病的研究提供了较为可靠的验证模型。此外，对小鼠ESC所形成的三维球体，采用基质材料组分共培养，以成纤维细胞生长因子调控，研究人员构建出了小鼠的心脏类器官。其所构建的心脏类器官具有心房和心室样结构，包含心肌、传导组织、平滑肌，表现出心肌收缩和内皮细胞动作电位。iPSC是一类多能干细胞。iPSC通常由成纤维细胞重编程获得，具有易于获得、患者特异性等优点。iPSC生长、分化并最终形成与成体器官结构和功能相似的类器官。例如，将人源hiPSC聚集体嵌入到基质胶中，调节双相WNT信号通路作心脏定向分化以生成复杂、高度结构化的三维心脏类器官。心脏类器官由心内膜样细胞衬砌心肌层组成，周围环绕着隔横肌样细胞；它们还包含空间和分子上不同的前肠和后前肠内胚层组织，以及血管网络。
另有研究使用iPSC构建了复杂的骨髓类器官。BMO由几种关键细胞类型组成，这些细胞自组织成3D空间结构，模仿了造血微环境的细胞和结构特征。以上三种不同干细胞构建的类器官均存在各自的优缺点。ASC通常来源于特定组织，其构建的类器官通常包含多种组织特异性细胞，这对类器官的培养和发育也有积极作用。
出自《无机活性材料在类器官研究领域的应用》作者:马文平，韩雅卉，吴成铁.
