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关于类器官
发布时间:2020-04-15 09:45:52 点击次数:70

近年来,组织器官3D培养技术发展迅猛。2009年,Hans Clevers实验室将单个LGR5+小肠干细胞种植于含有R-spondin1、EGF、BMP抑制剂等干细胞维持因子的基质胶中,发现干细胞增殖分化,形成了具有增殖隐窝和高分化绒毛的类小肠结构。随后,该实验室在小鼠小肠干细胞成类器官技术的基础上,进一步加入Wnt3A nicotinamide、Alk抑制剂及p38抑制剂,实现了人结直肠肿瘤类器官培养。


同年,Eduard Batlle实验室分离出人大肠EPHB2高表达干细胞,并在体外3D培养中使单个细胞分化成为具有维持长期自我更新和多向分化潜能的大肠隐窝结构。随后,包括前列腺、味蕾、食管、输卵管、肝脏、胰腺、胃、唾液腺和乳腺等在内的多个器官均成功在体外获得正常组织或肿瘤的类器官。


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图:肿瘤组织类器官发展历程


二十世纪六十年代到八十年代,3D培养已经成为生物学研究的热点,当时利用3D培养技术主要是在体外模拟组织器官生成的过程,将胚胎干细胞分化培养成微型器官,借以研究器官发育的发生机制。从2009年Clevers实验室第一次用成体干细胞,即小肠干细胞培育出具备小肠绒毛和隐窝结构的类器官以来,组织类器官培养再次成为明星技术,2013年和2017年分别被Science和Nature Methods杂志评为年度十大进展和突破。从实验动物到人样本,从组织干细胞分化培养到直接组织培养,从单一细胞结构到多种细胞基质的加入,组织类器官从发育生物学研究工具变成肿瘤研究的利器。


由此可见,利用目前对肿瘤细胞和肿瘤周边的微环境相互作用机制的认识,从肿瘤病人样本出发,通过加入多种细胞因子或小分子抑制剂,构建出患者特异性相关的肿瘤类器官,用于新药筛选和药物敏感性研究是可行的。

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