洛桑瑞士联邦理工学院的生物工程师马蒂亚斯·吕托尔夫 (Matthias Lütolf) 和他的同事使用小鼠干细胞来模拟身体另一端的组织:构成结肠和直肠的肠道组织。 类器官倾向于以紧密的球状生长,因此研究人员在支架上培养细胞,以重建真实肠道组织中看到的管状结构。
为了制作结肠癌模型,他们对细胞进行了改造,使其含有附着在致癌基因上的光敏蛋白。 这使得他们能够使用蓝色激光打开基因并触发类器官中特定位点的肿瘤生长,然后观察肿瘤在几周内如何变化。
显示小结肠肿瘤发生的视频动画序列
研究人员在使用小鼠干细胞创建的肠 阿曼电话号码 道组织模型内培养肿瘤。图片来源:Matthias P. Lutolf 等人/《自然》杂志
当研究人员注射将癌细胞注入小鼠体内,肿瘤看起来与人类结直肠癌中的肿瘤相似。 当研究人员限制培养基中的热量时,类器官积累的肿瘤就会减少,结直肠癌患者也会发生这种情况。
吕托夫对整个类器官引发的肿瘤之间的差异感到震惊。 他说,使用类器官来筛选大量新药是很困难的,因为它们之间存在差异,而且生产需要很长时间。 但他表示,类器官可能有助于研究药物或免疫疗法如何杀死肿瘤,以及人的环境和免疫系统等因素如何影响结直肠癌的发生和进展。
迷你肺和其他类器官有助于战胜新冠病毒
吕托尔夫和他的团队计划操纵肠道类器 澳大利亚电话号码列表 官以更好地反映人类系统,并希望它们最终能够在某些情况下取代动物模型。 吕托尔夫说,未来的类器官模型可能包括生活在肠道中的细菌,或者可能暴露在不同水平的氧气中,模拟肠道各个解剖区域的氧气水平。
陈说,这两项研究“设计得非常好”。 她补充说,类器官模型似乎在显示蒂莫西综合征和结直肠癌等疾病的复杂性以及它们如何随时间进展方面特别有用。 她说,现在研究人员已经找到了制造模拟不同器官的类器官的好方法,下一步将是学习如何扩大药物开发的生产规模,并使它们变得更加复杂,以反映真实的人类生物学。