功能三器官干细胞系统将为精准医疗带来前所未有的发展

来源：news medical |作者：Lois Zoppi|校审：Kate Anderton |2019-9-27 | 翻译：聚生物

辛辛那提儿童医院医学中心的一个日本研究小组利用诱导多能干细胞(iPS)，成功地同时培育了一系列相互连接的器官，包括由胆管连接的肝脏和胰腺。它们的成功对精确医学、器官供应和肝病治疗具有重要意义。

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IPS细胞是一种可以直接从成体细胞生长出来的干细胞。它们是再生医学中极具前景的工具，因为它们能够发育成身体中的任何细胞，从神经元和心脏细胞到胰腺和肝脏细胞。

科学家能够从这些iPS细胞中创造出有机物，这是人类器官的微小版本，能够执行多种类型细胞的功能，为研究提供了大量的机会。

意外的成功

为了培养这些类器官，Takebe和他的团队从人类皮肤细胞开始，把它们转化成原始的干细胞，并对它们进行培养，直到它们形成两个“球体”细胞，这些细胞被划分为前肠和中肠的早期形态。

当球状体细胞成熟后，它们被放置在含有生长介质膜的溶液中。Takebe说:“从那时起，细胞就知道该怎么做了。”

这些细胞相互接触，并开始转化为更特殊的细胞，这个过程可以通过附着在细胞上的化学标签看到。

70天后，这些细胞变成了能够处理胆汁酸的类器官，就像人类消化道消化和过滤食物一样。

第一作者，小池浩之：“这完全出乎意料。本来我们认为我们需要添加成分或其他因素来推动这个过程。没有试图控制这一生物过程导致了我们的成功。”

研究人员除了能够证实类器官能够产生从肝脏流向胆管和胰腺的液体外，他们的工作还标志着首次以完全相连的形式同时产生的类器官。

Takebe说:“互联互通是其中最重要的部分。“我们所做的是设计一种方法来产生器官形成前阶段的组织，使它们能够自然发育。我们正在最大限度地提高我们制造多个器官的能力，就像我们的身体一样。”

前所未有的机遇

如果研究人员能够将这些结果进一步应用，同时产生与连接的器官一样的血管，它们可以被用作人体器官移植。这标志着一个重要的进步，增加器官供应途径，即通过在实验室而不是依赖人类捐献器官和动物研究项目。

这项开创性的工作是Takebe五年工作的结果，他将工作重点从成为肝移植外科医生转向缩小器官需求和器官供应之间的差距。

描述了作为一个“前所未有的机会去研究正常人类发展”的研究视角。

Takebe与该研究的第一作者Hiroyuki Koike博士合作，他现在在日本的日本医学院工作，Takebe已经能够产生这样的结果：亚伦佐恩博士，辛辛那提儿童医院医学中心干细胞和器官医学中心（海关）主任，从研究的角度描述了一个“前所未有的机会去研究正常人类发展”。

“真正的突破是能够建立一个完整的器官系统，”Koike说，因为连接的器官为患者诊断和定制治疗提供了更好的前景。

正因为如此，这项工作在精准医学、开发治疗产后婴儿的药物的能力、以及研究基因变异及其对怀孕期间器官发育的影响方面都具有意义。

Takanori Takebe教授，首席研究员：“目前的肝再生医学方法缺乏胆管连接。虽然在我们开始人体临床试验之前还有很多工作要做，但是我们的多器官移植系统已经准备好解决这个问题，也许有一天能为肝病患者提供终身治疗。”

原文检索：

Koike, H., et al. (2019). Modelling human hepato-biliary-pancreatic organogenesis from the foregut–midgut boundary. Nature. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1598-0

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