肺組織的實驗室研究通常需要去除大量的人體或動物組織。現(xiàn)在，來自弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)成功地與美國研究人員合作，在實驗室中僅從幾個體細(xì)胞中產(chǎn)生了微量的肺組織，即所謂的類器官。該組織在發(fā)育過程中形成三維結(jié)構(gòu)，并在肺組織表面具有典型的微小毛發(fā)。這些類器官可以在未來的肺部疾病研究、藥物開發(fā)或個性化醫(yī)療方面發(fā)揮重要作用。研究人員在美國生理學(xué)雜志的在線版本上發(fā)表了他們的方法 。
“我們開發(fā)的用于培養(yǎng)肺組織的方法既簡單又便宜，并且非常擅長復(fù)制重要的生物學(xué)方面，”弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院 Emmy Noether 研究小組負(fù)責(zé)人、弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院科學(xué)家 Peter Walentek 博士說。醫(yī)學(xué)中心——弗萊堡大學(xué)。此外，他還是弗萊堡大學(xué)綜合生物信號研究卓越中心的成員。該研究由美國舊金山加利福尼亞大學(xué)的科學(xué)家與弗萊堡研究人員密切合作領(lǐng)導(dǎo)。在實驗室培養(yǎng)兩周后，他們將肺細(xì)胞與兩個信使結(jié)合起來，從而對干細(xì)胞產(chǎn)生積極影響并形成類器官。到目前為止，這個過程涉及許多步驟。例如，必須通過復(fù)雜的方法將首先被移除的細(xì)胞變成類似胚胎的狀態(tài)。此外，直到現(xiàn)在，這種類器官的組織外部總是向內(nèi)的，不像自然模型。
類器官使治療方案的個體化計劃成為可能
來自肺病囊性纖維化患者的細(xì)胞導(dǎo)致實驗室中出現(xiàn)了特征性改變的類器官。“在未來，這種簡單的方法甚至可以讓我們在實驗室中培養(yǎng)個體肺部患者的組織，以便提前測試一種療法是否有效，”Walentek 說。此外，科學(xué)家們可以使用類器官來研究健康的肺組織是如何發(fā)育的，以及基因變化如何影響，例如纖毛的微小毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)的形成。“這些纖毛的畸形不僅會導(dǎo)致肺部疾病，還會導(dǎo)致遺傳性腎臟疾病，我們正在合作研究中心 NephGen (SFB1453) 進行研究，”Walentek 說。
方法提供了動物模型的替代品
到目前為止，肺組織的健康發(fā)育和遺傳性肺病經(jīng)常在動物模型中進行研究。新建立的方法應(yīng)該能夠取代其中一些研究：“在實驗室中以自然的三維形式生長組織是減少研究中使用動物的重要方法。這是這項研究如此重要的另一個原因，”弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院院長Lutz Hein教授說。
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