肺組織的實(shí)驗(yàn)室研究通常需要去除大量的人體或動(dòng)物組織?，F(xiàn)在，來(lái)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(guó)研究人員合作，在實(shí)驗(yàn)室中僅從幾個(gè)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(guò)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(lái)的肺部疾病研究、藥物開(kāi)發(fā)或個(gè)性化醫(yī)療方面發(fā)揮重要作用。研究人員在美國(guó)生理學(xué)雜志的在線版本上發(fā)表了他們的方法 。
“我們開(kāi)發(fā)的用于培養(yǎng)肺組織的方法既簡(jiǎn)單又便宜，并且非常擅長(zhǎng)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(shuō)。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(hào)研究卓越中心的成員。該研究由美國(guó)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(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)兩周后，他們將肺細(xì)胞與兩個(gè)信使結(jié)合起來(lái)，從而對(duì)干細(xì)胞產(chǎn)生積極影響并形成類器官。到目前為止，這個(gè)過(guò)程涉及許多步驟。例如，必須通過(guò)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(gè)體化計(jì)劃成為可能
來(lái)自肺病囊性纖維化患者的細(xì)胞導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)了特征性改變的類器官。“在未來(lái)，這種簡(jiǎn)單的方法甚至可以讓我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)個(gè)體肺部患者的組織，以便提前測(cè)試一種療法是否有效，”Walentek 說(shuō)。此外，科學(xué)家們可以使用類器官來(lái)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(huì)導(dǎo)致肺部疾病，還會(huì)導(dǎo)致遺傳性腎臟疾病，我們正在合作研究中心 NephGen (SFB1453) 進(jìn)行研究，”Walentek 說(shuō)。
方法提供了動(dòng)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(dòng)物模型中進(jìn)行研究。新建立的方法應(yīng)該能夠取代其中一些研究：“在實(shí)驗(yàn)室中以自然的三維形式生長(zhǎng)組織是減少研究中使用動(dòng)物的重要方法。這是這項(xiàng)研究如此重要的另一個(gè)原因，”弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)Lutz Hein教授說(shuō)。
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