文章來源于：醫(yī)藥魔方Pro；作者：莫名

莫名 類器官是一類模擬人體器官的三維細(xì)胞群，目前正在被開發(fā)用于藥物測試，且有望替代一些動物實(shí)驗(yàn)。4月24日，Nature雜志同一天刊發(fā)兩篇論文：腸道類器官及大腦類器官均獲得突破。這些成果有望為結(jié)腸癌及一種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物開發(fā)帶來新希望。

在題為“Antisense oligonucleotide therapeutic approach for Timothy syndrome”的論文中，來自斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，聚焦一種名為Timothy綜合征的的疾病，該疾病是一種涉及自閉癥、神經(jīng)系統(tǒng)問題和心臟病的遺傳性疾病，由CACNA1C基因突變引起（CACNA1C編碼一種鈣離子進(jìn)入包括神經(jīng)元在內(nèi)的細(xì)胞的通道）。目前，沒有很好的動物模型來研究Timothy綜合征，因?yàn)樵趪�齒動物中，相關(guān)突變并不總是能引起與人類疾病相同的癥狀。

為了克服這一障礙，研究團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向了類器官，來重現(xiàn)這種疾病。他們從3名攜帶導(dǎo)致Timothy綜合征的突變基因的人身上提取了干細(xì)胞，并培養(yǎng)了大約250天。科學(xué)家們用一些信號分子處理這些細(xì)胞，使他們轉(zhuǎn)變成包含大腦皮層中發(fā)現(xiàn)的每種神經(jīng)元的大腦類器官。

為了給類器官創(chuàng)造一個(gè)更逼真的環(huán)境，研究小組將這些結(jié)構(gòu)注入大鼠的大腦，在那里，這些細(xì)胞與大鼠自身的神經(jīng)元形成了聯(lián)系。這就形成了一個(gè)系統(tǒng)，研究人員可以在其中測試這種疾病的潛在治療方法。

ASO體內(nèi)給藥可以挽救Timothy綜合征相關(guān)表型

人類神經(jīng)元有4種不同形式的鈣通道，在Timothy綜合征中只有一種有缺陷。因此，研究人員認(rèn)為，消除突變的通道將允許其他正常的通道“接手”。為了做到這一點(diǎn)，他們開發(fā)出了一種反義寡核苷酸（ASO），能夠通過干擾基因轉(zhuǎn)錄物，阻止細(xì)胞產(chǎn)生突變形式的蛋白。在研究人員將這些寡核苷酸注射到大鼠的大腦中兩周后，類器官和周圍神經(jīng)元中大多數(shù)有缺陷的鈣通道已經(jīng)被其他形式的蛋白質(zhì)所取代。類器官中的神經(jīng)元也改變了形狀——從類似于Timothy綜合征患者的小而不復(fù)雜的形式，變成了更大、更復(fù)雜的健康神經(jīng)元的典型形狀。領(lǐng)導(dǎo)該研究的神經(jīng)科學(xué)家Sergiu Pașca表示，其團(tuán)隊(duì)希望最終能夠在臨床試驗(yàn)中測試該ASO療法。

在題為“Spatiotemporally resolved colorectal oncogenesis in mini-colons ex vivo”的另一篇論文中，來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)則使用小鼠干細(xì)胞來模擬腸道組織。

類器官傾向于在緊密的球體中生長，因此研究人員在支架上培養(yǎng)細(xì)胞，以重現(xiàn)在真實(shí)腸道組織中看到的管狀結(jié)構(gòu)。

為了創(chuàng)造結(jié)腸癌模型，他們對細(xì)胞進(jìn)行了工程改造，使其含有附著在致癌基因上的光敏蛋白。這使得他們可以使用藍(lán)色激光開啟基因，并在類器官的特定部位觸發(fā)腫瘤的生長，然后觀察腫瘤在幾周內(nèi)的變化。當(dāng)研究人員將癌細(xì)胞注射到小鼠體內(nèi)時(shí)，腫瘤看起來與人類結(jié)直腸癌中的腫瘤相似。

研究人員在用小鼠干細(xì)胞創(chuàng)建的腸道組織模型中培育腫瘤

共同領(lǐng)導(dǎo)該研究的生物工程師Matthias Lütolf 表示，他們將繼續(xù)優(yōu)化腸道類器官，以更好地反映人體系統(tǒng)，并希望它們最終能在某些情況下取代動物模型。

“這兩項(xiàng)研究設(shè)計(jì)得非常好。過去10年里，科學(xué)家們花了很多時(shí)間來開發(fā)類器官。隨著在開發(fā)模擬不同器官的類器官方面不斷突破，現(xiàn)在是時(shí)候更多地思考如何使用這些模型了。”威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的化學(xué)生物學(xué)家Shuibing ChenS說道。

類器官培養(yǎng)相關(guān)細(xì)胞因子

細(xì)胞因子在類器官中發(fā)展具有重要作用，例如FGF家族細(xì)胞因子結(jié)合靶細(xì)胞上的高親和力受體，進(jìn)而激活激酶和轉(zhuǎn)錄因子的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，會導(dǎo)致有絲分裂發(fā)生、分化、遷移、血管生成和傷口愈合等。在胃類器官中，R-Spondin 1、Wnt-3a、EGF、Noggin等細(xì)胞因子則對胃類器官、腸道類器官、肝類器官等多種類器官均發(fā)揮著重要作用。

憑借著豐富的細(xì)胞因子研發(fā)與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，逐典生物能夠提供一系列與類器官體外培養(yǎng)緊密相關(guān)的高品質(zhì)細(xì)胞因子，其中包括Wnt-3a、R-Spondin 1、EGF、Noggin、FGF-7以及FGF-10等多種因子。這些細(xì)胞因子為類器官的生長、分化以及功能維持強(qiáng)勢助力，提供堅(jiān)實(shí)可靠的支持。

逐典類器官細(xì)胞因子特點(diǎn)

細(xì)胞因子數(shù)據(jù)展示

結(jié)果顯示：逐典生物類器官培養(yǎng)相關(guān)細(xì)胞因子活性可達(dá)pg級別