这需要勇气的心

最早一个新的人生阶段,看起来相同的细胞开始分裂成不同的类型,最终成长为一个不同的组织和器官。在这个过程中,邻近组织交换化学信号,提示不同步骤的彼此的发展。但是这个相声是复杂和动态的,因此很难研究。

现在,格莱斯顿研究所的科学家们发现了如何种植一种新的瀑样——三维,organ-like集群。利用模拟肠道和如何心组织起来的合作干细胞。

这首开先河的瀑样可以作为一个新的工具,用于实验室研究组织之间的信号对健康的人类发展至关重要。

“我们的研究强调了有前途的新维度瀑样技术,可以改善我们的理解的发展器官和组织合作,互相指导,”格莱斯顿的高级研究员Todd麦克德维特说,博士,资深作者的一项新的研究发表在杂志上细胞干细胞。

一个偶然的新瀑样

化的实验室一直在领导工作工程新方法瀑样生长,微型多单元结构,繁殖,在盘子里,心脏的特性和功能,大脑、肺、和其他器官。

他的团队创造了人类诱导心脏瀑样多能干细胞。诱导这些细胞变成心脏细胞的生长在各种鸡尾酒的营养和其他天然物质。而传统的鸡尾酒收益率主要是心肌细胞,科学家们尝试了不同的鸡尾酒,可能允许更多种类的心脏细胞形成。

他们没有最初着手创建一种新的瀑样。然而令他们吃惊的是,他们发现,在许多情况下,新的鸡尾酒导致瀑样,不仅心,而且肠道细胞。

“我们感到好奇,因为通常瀑样发展成一个单一类型的组织的例子,心脏组织,”安娜Silva说,博士,博士后学者化的实验室,这项新研究的第一作者。“在这里,我们都心和肠道组织在一个受控的方式增长,他们会在一个正常胚胎。”

这些瀑样提供了一种很有前途的新方法研究开发组织之间的串扰,到目前为止依赖日益single-tissue瀑样分开,然后试图把它们。

画一个完整的新瀑样的照片

研究人员发现,与传统的心脏瀑样相比,新瀑样导致更复杂的和成熟的心一件有些类似mature-like血管。心脏细胞的类型和比例在新的瀑样,和他们的电气性能,非常类似于真正的胎儿的心。相比之下,传统的瀑样细胞,不包含肠道组织,仍停留在更早的阶段,他们转换为心脏细胞。

“一旦很明显,肠道组织的存在导致了心脏组织的成熟度,我们意识到我们已经到达新的东西,特别,”麦克德维特说,他也是一个生物工程和治疗科学教授在加州大学旧金山。

科学家们还表明,肠道组织在新的瀑样成长为各种各样的可识别的结构和细胞类型,尤其是小肠。此外,肠道和心脏细胞在新的瀑样释放化学物质参与心脏发育期间两个组织之间的信号。

“这是一个美丽的心发展的动态模型,”席尔瓦说。“我们的发现表明一种方式进行这项研究在一个更现实的情况下,肠道和心脏组织从相同的起始原料共同发展。”

一个健壮的系统研究

研究人员已经能够在培养皿中让新瀑样活着超过1年,这是一个很长的时间做任何事情在实验室中生长,尤其是大型3 d聚合细胞。这种耐用性表明,类似的瀑样可以种植作为健壮系统长期的实验室研究。虽然瀑样可能无法完全捕捉每一部分真正的心和直觉的发展,他们可以帮助深化理解的合作过程。

除了健康的人类发展有了进一步的了解,瀑样有助于澄清这一过程如何出错。例如,他们可能有价值的研究先天性疾病,影响心脏和肠道发育,如慢性心房和肠道心律失常。

需要进一步的研究来完善方法这些瀑样可靠地增长,所以他们可以使用他们的潜能。理论上和未来,研究人员可以开发其他类似涉及不同的双瀑样组织,如心脏和肺部,或肺和肾。

发展中组织之间的“沟通也许是不应该被广泛赞赏,”麦克德维特说。“我们现在可以潜在地探索这个基本过程在某种程度上我们从未设想。”