Credit:辛辛那提儿童医院医疗中心
辛辛那提儿童医院的科学家报告说，他们在再生医学方面迈出了重要的一步，成功开发了一种如此复杂的胃器官，它有独特的腺体和神经细胞，可以控制平滑肌收缩
这一成就表明，复杂器官的不同层和部分可以从不同的人类多能干细胞系中生长出来，并结合起来继续发育
用于制造这些多层胃器官的方法也可以用于制造其他实验室培育的更复杂的器官
相应的作者詹姆斯·威尔斯博士说:“组织工程的这一进展非常重要，因为我们现在可以用单独衍生的组件组装复杂的器官组织，类似于流水线方法。”
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该发现发表于12月
1，2021年，威尔斯和主要作者亚历山德拉·埃歇在《细胞干细胞》杂志上发表
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逐层组装 迄今为止制造的大多数有机类可以形成涉及多种细胞类型的三维结构
在实验室的培养皿中，这些微小的器官发挥着真正的功能，为研究疾病和开发治疗方法提供了新的机会
但它们通常缺少产生完整功能器官所需的多种细胞类型
有些可能没有关键的神经纤维、内部血管或其他将器官与身体其他系统连接起来所需的关键导管和腺体
这种新的胃器官还没有它需要的所有细胞类型，但它代表了一个飞跃
“我们从三个原始胚层的细胞开始——肠神经胶质细胞、间充质细胞和上皮前体细胞——所有这些细胞都分别来源于PSCs，”埃歇说
“通过这些，我们产生了含有产酸腺体的胃组织，这些腺体被含有功能性肠神经元的平滑肌层所包围，肠神经元控制工程胃窦组织的收缩
" 制作三层胃器官
信用:辛辛那提儿童医院医疗中心 重要的是，这些微型人类胃的发展并不局限于实验室培养皿中的一薄层培养基
一旦器官样细胞达到关键阶段(大约30天)，研究小组就进行显微外科手术，将器官样细胞移植到小鼠体内，这为其提供了血流和生物空间，使其能够更多地生长
这些器官在老鼠体内的体积增长了一千倍，形成肉眼清晰可见的微型器官，而不是看起来像盘子里的点的细胞球
当在共焦显微镜下观察时，不同的细胞类型被染成不同的颜色，这些类器官放射出复杂的彩虹
事实上，实验室生长的组织与处于相似发育阶段的自然生长的人体组织非常相似
这种新的器官甚至开始发育布鲁纳腺，这种腺体分泌一种碱性粘液，当胃内容物开始流动时，这种粘液保护十二指肠(肠的顶部)免受酸性的影响
研究小组还发现，为了生成具有适当复杂性和功能的胃组织，所有这些单独的成分都是必需的
每个组件都有助于引导其他组件的正确形成
例如，作者发现，如果他们在组装过程中没有添加神经，胃腺和肌肉就不能正常形成
近期和长期潜力 除了展示开发胃器官的三层方法，研究小组还应用了类似的方法来制造更复杂的食管器官
至少，这些更复杂的器官将成为研究遗传变异和其他导致胃疾病的细胞信号功能障碍的有用工具，并可作为评估潜在治疗方法的改进平台
但是这些发现可能会产生更广泛的影响
信用:辛辛那提儿童医院医疗中心 威尔斯说:“考虑到这项技术可以广泛移植到其他器官，工程组织有可能成为重建因先天性疾病或急性损伤而受损的上胃肠道元件的材料来源。”
尽管在开发适合移植的器官样组织方面仍有许多工作要做，但也取得了许多进展
威尔斯说:“这个团队的成员最近获得了辛辛那提儿童医院的资助，他们现在正在努力扩大治疗质量的器官样组织的生产，目标是在十年结束前移植到患者体内。”
自从2010年威尔斯和他的同事在《自然》杂志上发表了他们在开发功能性肠组织方面的首次成功的发现以来，辛辛那提儿童基金会在器官样研究中一直发挥着主导作用
2019年，医学中心启动了其干细胞和器官样医学中心(CuSTOM)，以进一步加快这项工作
多年来，不断成长的团队: 向肠器官样组织添加神经演示如何大量生产肝脏“芽”为特定疾病状态生产肝脏器官样组织生长胃的大部分区域开发功能性食管组织生长三器官样系统(肝脏、胰腺、胆管) 后续步骤 辛辛那提儿童医院的赫尔默拉特实验室已经开始将这一研究领域扩展到老鼠以外
虽然这种方法将在实验室水平上增加重要的见解，但研究小组并不认为使用动物作为宿主继续生长人类器官将是将器官样组织移植到人类患者体内的最终方法
“为临床目的生长全尺寸器官需要GMP(一套由美国
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美国食品药品监督管理局以确保一致性和安全性)，这可能会排除使用动物宿主继续生长的可能性，”埃歇说
“因此，我们需要一种方法，在没有宿主的情况下，让器官变得更大
这将需要一种方法来模拟体外的活性营养物和气体交换
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