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Nature:重磅!科学家成功绘制出肠道类器官再生的表型蓝图!

发布日期:2020-10-15     作者:     浏览数:    分享到:

过去十年里,科学家们共同见证了类器官研究领域的发展和繁荣,即在体外利用干细胞培育的微型器官;这些类器官能够展现亲缘器官(比如大脑、肾脏、肠道或肺脏)的细胞类型组成和多种功能,而且其能完美地适用于实验操作,这就使其能够成为全球研究人员使用的一种无价的工具。

源自肠道(哺乳动物更新速度最快的组织)的类器官不仅能够展示肠道上皮组织的结构,还能表现出肠道组织损伤后的再生能力,肠道类器官能从单个细胞发育而来,其会受到细胞内在能力的驱动并经历一种再生过程,从而通过自组装方式构建复杂的层次结构,然而,目前研究人员并不清楚驱动和调节这一过程的因素和机制。

图片来源:CC0 Public Domain

近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自Friedrich Miescher生物医学研究所等机构的科学家们就通过研究绘制出调节肠道类器官发育组装过程的功能性遗传互作图谱,来理解肠道组织再生的分子机制,基于此,研究人员构建了一种基于图像的表型筛选平台,其能对经过化合物文库处理的40万个类器官进行分析,从而评估哪种化合物能影响类器官的功能,随后,研究人员根据表型对每种类器官进行了分类,并针对所筛选的3000种化合物的每一种产生了一种独特的“表型指纹”图谱。

这一前所未有的数据库就能帮助研究人员识别出参与类器官发育的230个基因,同时研究者还还绘制出了这些基因之间的功能性遗传互作图谱,筛选的化合物中包括一种视黄酸信号通路抑制剂,其能促进类器官表型的再生,通过改变基因表达和细胞类型的组成就能最终在体内对此进行证实,当利用该化合物治疗时,放射所诱导的肠道组织损伤的小鼠就能得到恢复,同时其组织再生的状况能够得到改善,体重也会减轻。

研究者Prisca Liberali表示,我们所开发的筛选平台能广泛用于各种系统,本文研究中我们建立了首个肠道类器官发育的功能互作图谱,此外,我们还识别出了一种特殊的化合物,其或能选择性地影响再生的细胞,并在不诱发细胞失控分裂的条件下延长细胞在再生状态下的时间。研究者相信,本文研究结果或为促进急性损伤后肠道上皮组织再生和恢复铺平道路,比如接受化疗或放疗的癌症患者等。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Lukonin, I., Serra, D., Challet Meylan, L. et al. Phenotypic landscape of intestinal organoid regeneration. Nature 586, 275–280 (2020). doi:10.1038/s41586-020-2776-9