科技日報(bào)訊 (記者常麗君)最近,,美國科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室成功引導(dǎo)人類干細(xì)胞經(jīng)過胚胎階段發(fā)育,,培養(yǎng)出微型“胃”。雖然這塊活組織比一粒芝麻大不了多少,,卻有著和人胃一樣的腺體結(jié)構(gòu),,甚至還能容納腸道菌。研究人員指出,,該研究打開了一扇窗,,讓人們看到在人類胚胎變形階段細(xì)胞是怎樣發(fā)育成器官的,。這些“類胃器官”可用于研究疾病,,測試胃對藥物的反應(yīng)等。相關(guān)論文發(fā)表在本周的《自然》雜志上,。 研究小組用于培養(yǎng)微型胃的是多能干細(xì)胞,,即在合適環(huán)境中能發(fā)育成任意類型的細(xì)胞。但要在實(shí)驗(yàn)室里誘導(dǎo)它們按特定路線發(fā)育,,需要精確再現(xiàn)子宮環(huán)境信號(hào)的順序和時(shí)機(jī)——何時(shí)何地發(fā)出蛋白質(zhì)和激素的信號(hào),,告訴細(xì)胞變成哪種組織。以往研究曾用這一技術(shù)培養(yǎng)出少量的腎,、肝,、腦和腸。
把多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成胃細(xì)胞的關(guān)鍵是一種互動(dòng)路徑,,就像一種轉(zhuǎn)換器,,控制著組織是在腸道生長還是在胃竇(胃臨近小腸的部位)生長。據(jù)《自然》雜志網(wǎng)站10月30日(北京時(shí)間)報(bào)道,,在干細(xì)胞約3天大小時(shí),,研究人員給它加入調(diào)制的蛋白質(zhì)混合液,包括頭蛋白(Noggin),抑制一方面路徑,,并按時(shí)加入一定劑量的視黃酸,。9天后,留下細(xì)胞在“蛋白浴”中自行生長,。
到第34天,,這時(shí)的類器官直徑只有幾毫米,還沒有血細(xì)胞和免疫細(xì)胞,,也不能消化食物或分泌膽汁,。但它們的腺體結(jié)構(gòu)和發(fā)育中的每個(gè)特征,都和對照組織非常類似,。該研究負(fù)責(zé)人,、俄亥俄州辛辛那提兒童醫(yī)學(xué)中心發(fā)育生物學(xué)家詹姆斯·韋爾斯說,從這方面來講,,它們“和一個(gè)真正的胃極為相似”,。
斯坦福大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家加爾文·庫奧說,能在培養(yǎng)皿中再現(xiàn)一個(gè)簡單的胃,,是一項(xiàng)了不起的技術(shù)成就,。
研究人員還把微型胃作為實(shí)驗(yàn)對象,給其中注入幽門螺旋桿菌以研究人類疾病,,這是一種針對胃竇的細(xì)菌,,會(huì)導(dǎo)致胃潰瘍和胃癌。結(jié)果發(fā)現(xiàn),,在24小時(shí)內(nèi),,幽門螺旋桿菌使類器官細(xì)胞分裂的速度加快了兩倍,并激活了一種特殊基因c-Met,,而這種基因會(huì)引起腫瘤,。在人類胃部感染了幽門螺旋桿菌后也會(huì)出現(xiàn)這些后果。
研究人員說,,他們不僅能用胚胎干細(xì)胞,,還能用皮膚誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培養(yǎng)出類胃器官。華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院胃腸病理學(xué)家詹森·米爾斯說,,如果培養(yǎng)上千個(gè)這種類器官,,每個(gè)都來自不同人的細(xì)胞,并用病原體來感染它們,,就能研究個(gè)體基因的功能,。
把多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成胃細(xì)胞的關(guān)鍵是一種互動(dòng)路徑,,就像一種轉(zhuǎn)換器,,控制著組織是在腸道生長還是在胃竇(胃臨近小腸的部位)生長。據(jù)《自然》雜志網(wǎng)站10月30日(北京時(shí)間)報(bào)道,,在干細(xì)胞約3天大小時(shí),,研究人員給它加入調(diào)制的蛋白質(zhì)混合液,包括頭蛋白(Noggin),抑制一方面路徑,,并按時(shí)加入一定劑量的視黃酸,。9天后,留下細(xì)胞在“蛋白浴”中自行生長,。
到第34天,,這時(shí)的類器官直徑只有幾毫米,還沒有血細(xì)胞和免疫細(xì)胞,,也不能消化食物或分泌膽汁,。但它們的腺體結(jié)構(gòu)和發(fā)育中的每個(gè)特征,都和對照組織非常類似,。該研究負(fù)責(zé)人,、俄亥俄州辛辛那提兒童醫(yī)學(xué)中心發(fā)育生物學(xué)家詹姆斯·韋爾斯說,從這方面來講,,它們“和一個(gè)真正的胃極為相似”,。
斯坦福大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家加爾文·庫奧說,能在培養(yǎng)皿中再現(xiàn)一個(gè)簡單的胃,,是一項(xiàng)了不起的技術(shù)成就,。
研究人員還把微型胃作為實(shí)驗(yàn)對象,給其中注入幽門螺旋桿菌以研究人類疾病,,這是一種針對胃竇的細(xì)菌,,會(huì)導(dǎo)致胃潰瘍和胃癌。結(jié)果發(fā)現(xiàn),,在24小時(shí)內(nèi),,幽門螺旋桿菌使類器官細(xì)胞分裂的速度加快了兩倍,并激活了一種特殊基因c-Met,,而這種基因會(huì)引起腫瘤,。在人類胃部感染了幽門螺旋桿菌后也會(huì)出現(xiàn)這些后果。
研究人員說,,他們不僅能用胚胎干細(xì)胞,,還能用皮膚誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培養(yǎng)出類胃器官。華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院胃腸病理學(xué)家詹森·米爾斯說,,如果培養(yǎng)上千個(gè)這種類器官,,每個(gè)都來自不同人的細(xì)胞,并用病原體來感染它們,,就能研究個(gè)體基因的功能,。