科学家在实验室中种植人类食管

在实验室中致力于整个人类胃肠系统生物工程的科学家们现在报告说，他们使用多能干细胞来培养人类食管类器官。

发表于期刊细胞干细胞这项研究是辛辛那提儿童干细胞和类器官医学中心(CuSTOM)研究人员的最新进展。该中心正在开发新的方法来研究影响数百万胃肠疾病患者的出生缺陷和疾病，如胃反流、癌症等。这项工作将导致新的个性化诊断方法，并在一定程度上专注于开发再生组织疗法来治疗或治愈胃肠道疾病。

这项新发表的研究是科学家们首次能够完全从其中生长出人类食道组织多能干细胞（PSCs），根据作者，可以在体内形成任何组织类型。辛辛那提儿童的科学家及其多机构合作者已经已经使用PSC来生物工程人体肠，胃，结肠和肝脏。

“食道和气管疾病在人类中非常普遍，因此人类食道的类器官模型可能非常有益，”CuSTOM首席科学官和研究首席研究员Jim Wells博士说。“除了成为研究出生缺陷(如食道紧闭)的新模型之外，类器官还可以用于研究嗜酸性食管炎和巴雷特化生等疾病，或者为个别患者进行基因匹配的食道组织生物工程。”

这项研究涉及辛辛那提儿童研究所(Cincinnati Children’s)和旧金山格莱斯顿研究所(Gladstone Institutes)发育生物学、肿瘤学、过敏和免疫学、内分泌学等部门的研究人员的合作。该研究的第一作者斯蒂芬·特里斯诺(Stephen Trisno)是威尔斯实验室的一名研究生。

美食频道

食道是一个肌管，它积极地将食物从嘴输送到胃。这个器官可能会受到先天性疾病的影响，比如食道闭锁——一种由基因突变引起的食道狭窄或畸形。

此外，还有几种疾病，可以折磨生活后面的人。有些包括食道癌，胃食管反流疾病（GERD），或罕见的疾病，称为贲门划伤 - 一种影响较低食道肌肉的疾病，可防止器官和食物通过的收缩。

研究人员说明，所有条件都需要更好的治疗方法。这需要更精确地了解其原因背后的遗传和生化机制 - 一种需求填充的能力和研究可以从人自己的细胞种植的人食管组织的稳健，功能性，遗传匹配模型的能力。

跟踪自然的道路

科学家们利用人类PSCs来全面控制食管类器官的新方法，是基于精确定时、循序渐进地操纵遗传和生化信号，这些信号形成了胚胎内胚层和前肠组织。他们将注意力部分集中在Sox2基因及其相关蛋白上——人们已经知道，当其功能被破坏时，Sox2基因会引发食道疾病。-科学家们用了老鼠、青蛙和人类组织以鉴定食道形成过程中受Sox2调控的其他基因和分子通路。

科学家们报告说，在胚胎发育的关键阶段，Sox2基因阻碍了引导细胞变成呼吸细胞而不是食道细胞的遗传途径的编程和作用。特别是，Sox2蛋白抑制一种叫做Wnt的分子的信号传导，促进食管组织的形成和存活。

在另一个测试中，帮助确认SOX2表达对食管形成的重要性，研究人员在小鼠的开发过程中研究了SOX2的完全丧失。没有SOX2导致食管刺激 - 食管终止于袋中并不连接到胃的情况。

在成功地产生完全形成的人食管有机体之后 - 在大约两个月内增长约300-800微米的长度 - 将生物工程组织与患者活组织检查的食管组织进行比较。根据作者，这些试验表明生物工程化和活组织检查组织在组合物中显着相似。

据Wells介绍，该研究团队正在继续研究食道类器官的生物工程过程，并确定未来的项目，以推进该技术的最终治疗潜力。这包括使用类器官检查特定疾病的进展和先天性缺陷影响食道。

---

---