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研究人員成功地在實驗室中創造了食道可能為新的再生治療鋪平路線


該食道是肌性管道,所有的方式移動,我們攝取的食物和液體從我們的喉嚨到我們的胃。

該器官由不同類型的組織製成,包括肌肉,結締組織和粘膜。

俄亥俄州辛辛那提兒童乾細胞和有機體醫學中心(CuSTOM)的科學家們使用多能乾細胞或可以採取任何形式在體內產生任何組織的乾細胞在實驗室中人工培養這些組織。

該團隊由CuSTOM首席科學官Jim Wells博士長官,在實驗室中培養出完整形成的人類食管,並在「 細胞乾細胞 」雜誌上發表的一篇論文中詳述了其研究結果。

據他們所知,這是第一次僅使用多能乾細胞實現這一壯舉。

實驗室培養的食道組織體可能有助於治療一系列條件,如食管腫瘤和胃食管反流病(GERD)。

它們還可以幫助治療更罕見的先天性疾病,例如食道閉鎖(上食道不與下食道連接的情況)和食道賁門失弛緩症(其中食道不收縮,因此不能通過食物)。

根據最近的估計,GERD - 也稱為酸反流 - 影響美國約20%的人口。2018年,美國將有超過17,000人患上食道癌。

正如Wells和團隊在他們的論文中解釋的那樣,擁有一個功能完整的人類食道模型 - 以實驗室生長的類器官的形式 - 有助於更好地了解這些疾病。

這些發現也可能導致使用再生醫學進行更好的治療。

關鍵蛋白質有助於科學家培養食道

當他們試圖形成類器官時,Wells和團隊專註於一種名為Sox2的蛋白質和編碼它的基因。以前的研究表明,這種蛋白質的破壞會導致一系列食管疾病。

科學家培養了人體組織細胞以及來自小鼠和青蛙組織的細胞,以更密切地研究Sox2在食道胚胎髮育中的作用。

研究小組透露,Sox2通過抑製另一種「告訴」乾細胞形成呼吸細胞的遺傳途徑來驅動食管細胞的形成。

他們還想研究Sox2剝奪在這些關鍵發育階段的影響。實驗表明,Sox2的缺失導致小鼠食管閉鎖。

最後,他們能夠在2個月時產生300-800微米長的食道類器官。然後,科學家測試了實驗室培養組織的組成,並將其與活組織檢查獲得的人類食管組織進行了比較。

Wells和團隊報告說,這兩種類型的組織具有非常相似的成分。Wells評論了類器官的臨床意義,他說:

「除了作為研究食管閉鎖等先天缺陷的新模型外,這些類器官還可用於研究嗜酸性粒細胞性食管炎和Barrett化生等疾病,或用於個體患者的生物工程基因匹配的食管組織。」


「食管和氣管疾病在人類食管器官模型可能非常有益的人群中非常普遍。」


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