Gladstone科学家发现了如何设计一种新的类器官——一种三维的、类似器官的细胞群，其中肠道和心脏组织一起生长
这里展示的是该研究的第一作者安娜·席尔瓦，她是麦克德维特实验室的博士后学者
学分:迈克尔·肖特/格莱斯顿学院 在新人类生命的最初阶段，看似相同的细胞开始分裂成不同的类型，最终成长为不同的组织和器官
在这个过程中，邻近的组织交换化学信号，促使彼此发展的不同步骤
但是这种串扰是复杂且动态的，因此很难研究
现在，格拉德斯通研究所的科学家们发现了如何生长一种新的器官样细胞——一种三维的、类似器官的细胞群——它模拟了肠道和心脏组织是如何从干细胞中协同产生的
这种同类中第一个有机类可以作为实验室研究组织间信号传导的新工具，这对人类健康发展至关重要
格拉德斯通高级研究员托德·麦克德维特博士说:“我们的研究突出了器官类技术有希望的新领域，这可以提高我们对发育中的器官和组织如何相互合作和相互指导的理解。”
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发表在《细胞干细胞》杂志上的一项新研究的资深作者
一个偶然发现的新器官 麦克德维特的实验室一直致力于设计新的方法来培养器官细胞，这是一种微型多细胞结构，可以在培养皿中复制心脏、大脑、肺和其他器官的特征和功能
他的团队从人类诱导多能干细胞中创造心脏器官
他们通过在各种营养物质和其他天然物质的混合物中培养这些细胞来诱导它们成为心脏细胞
虽然传统的鸡尾酒主要产生心肌细胞，但科学家们尝试了一种不同的鸡尾酒，这种鸡尾酒可能允许形成更多种类的心脏细胞
他们最初并没有打算创造一种新的器官
然而令他们惊讶的是，他们发现在许多情况下，这种新的鸡尾酒会产生不仅含有心脏，而且含有肠道细胞的器官
“我们对此很感兴趣，因为器官类通常会发展成单一类型的组织——例如，只有心脏组织，”安娜·席尔瓦博士说
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麦克德维特实验室的博士后学者，这项新研究的第一作者
“在这里，我们让心脏和肠道组织以可控的方式生长在一起，就像在正常胚胎中一样
" 这些类器官提供了一种很有前途的新方法来检测发育中的组织之间的相互干扰，迄今为止，这种方法依赖于单独培养单个组织类器官，然后试图将它们结合起来
托德·麦克德维特、安娜·席尔瓦和他们的同事创造的新型器官的显微图像，其中心脏组织(红色、紫色和橙色肿块)和肠道组织(蓝色和绿色肿块)一起生长
信用:被安娜·席尔瓦捕获
描绘新器官的全貌 研究人员发现，与传统的心脏器官相比，新的器官导致了更复杂和成熟的心脏结构——包括一些类似更成熟的血管
新器官中心脏细胞的类型和比例，以及它们的电特性，与真正的胎儿心脏非常相似
相比之下，不含肠道组织的传统类器官中的细胞，在转化为心脏细胞的早期阶段仍然停滞不前
“一旦我们清楚肠道组织的存在有助于心脏组织的成熟，我们就意识到我们已经获得了一些新的和特殊的东西，”麦克德维特说，他也是加州大学旧金山分校的生物工程和治疗科学教授
科学家们还表明，新器官中的肠道组织成熟为各种可识别的结构和细胞类型，尤其是小肠
此外，新器官中的肠道和心脏细胞释放的化学物质已知参与心脏发育过程中两个组织之间的信号传递
“这是一个美丽的，动态的心脏发育模型，”席尔瓦说
“我们的发现提出了一种在更现实的背景下进行这项研究的方法，在这种背景下，肠道和心脏组织都是从相同的起始材料发展而来的
" 一个稳健的研究系统 研究人员已经能够让新的器官在培养皿中存活超过1年，这对于实验室中生长的任何东西来说都是一个非常长的时间，尤其是一个大的三维细胞集合体
这种持久性表明，类似的有机化合物可以作为长期实验室研究的健壮系统来生长
虽然器官类可能无法完美地捕捉到真实心脏和肠道发育的每一部分，但它们可以帮助加深对这一合作过程的理解
除了为健康的人类发展提供新的线索外，这些器官还有助于阐明这一过程是如何出错的
例如，它们可以证明对研究先天性疾病有价值，这些疾病会影响心脏和肠道发育，如慢性心房和肠道节律障碍
需要进一步的研究来改进可靠地生长这些有机化合物的方法，以便它们能够被充分利用
未来，研究人员理论上可以开发其他类似的器官，涉及不同的组织对，如心脏和肺，或肺和肾
“正在发育的组织之间的交流可能还没有得到应有的广泛认可，”麦克德维特说
“我们现在可以用一种我们从未想过的方式来探索这一基本过程
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