利用多能干細胞制備人腸道類器官

　　2014年10月19日，在《Nature Medicine》發表的一項研究中，美國辛辛那提兒童醫院醫學中心的科學家報道稱，通過進一步的轉化研究，他們的研究結果最終可帶來生物工程的個性化人腸道組織，用于治療胃腸疾病。

　　辛辛那提兒童醫院腸道康復計劃的外科主任、本研究首席研究員Michael Helmrath博士指出：“這些研究支持這一概念，即患者特異性細胞可以用來培育腸道。這為研究許多可引起腸衰竭的疾病和狀況，提供了一種新的方法，從出生時就出現的遺傳病，到生命后期出現的疾病，如癌癥和克羅恩病。這些研究也會推進可替代損壞人體腸道的組織培育的長期目標。”

　　科學家們使用誘導多能干細胞（iPSCs）——可以轉化為人體的各種組織，來產生腸道類器官。該研究小組將從皮膚和血樣中提取的成人細胞，轉化成“空白”的iPSCs，然后，將干細胞置于一種特殊的分子雞尾酒中，這樣它們就會形成腸道類器官。

　　然后，研究人員將這種人類類器官移植到小鼠的腎臟囊體中，提供一種必要的血液供應，使類器官細胞發育成為完全成熟的人類腸道組織。研究人員指出，這一步是再生醫學的一個主要進步性標志，世界各地的科學家已經為之奮斗了許多年。

　　研究中使用的小鼠，通過基因工程改造，它們的免疫系統會接受人體組織的引入。根據研究人員介紹，移植程序需要微觀水平上的精確外科手術。但是研究發現，一旦附著于小鼠腎臟，細胞就憑自己的力量生長和繁殖。研究中的每只小鼠都產生了大量的功能完全的完整人腸道。

　　辛辛那提兒童醫院醫學中心腸康復計劃外科主任Michael Helmrath博士稱，研究人員成功地在小鼠中培育出人類腸道組織。這項研究描述了一種可用于腸道疾病研究的前所未有的模型，科學家們在2014年10 月19日的《Nature Medicine》中報道稱，通過進一步的轉化研究，該研究可能最終帶來生物工程個性化人類類器官，用于治療胃腸道疾病。

　　Helmrath稱：“黏膜內層包含所有的分化細胞，并且通過腸道干細胞增殖不斷地更新自我。此外，黏膜可發展出培養皿中并不明顯的吸收和消化能力。重要的是，腸道的肌肉層也發展。”

　　這對患者來說意味著什么？

　　這項新發現，對于那些出生就具有遺傳缺陷（影響其消化系統）的人，或者那些因癌癥而失去其腸道功能的人，以及克羅恩病和其他相關的炎癥性腸疾病（IBD）患者來說，可能是好消息。

　　利用iPSCs生成的組織其優勢在于，治療過程將涉及患者自己的組織，從而消除了預防移植排斥反應的終生藥物風險和費用。

　　然而，研究人員警告稱，為了將實驗室培養的組織替代物轉化為醫學實踐，還需要多年的進一步研究。同時，該發現通過加快藥物開發和個性化醫學概念，可能還具有其他更直接的效益。

　　當前開發新藥的過程，依賴于長期和不完善的動物測試過程。實驗室中有希望的化合物，是在動物中進行檢測，來模擬人類疾病和狀況。許多化合物在小鼠中被證明是有效和安全的，但是在人類臨床試驗中卻不成功。其他人有不同的結果，某些患者群可明顯受益于新的藥物，但是其他人卻經受了有害的副作用。

　　實驗室培養的類器官，通過允許早期藥物研究直接發生在人類組織上，有可能替代大多數的動物試驗階段。研究人員稱，直接進入人體組織測試，可以使藥物開發過程節省好多年的時間。

　　當前這項研究，代表著辛辛那提兒童醫院多年來在干細胞和類器官研究所取得的最新進展，大多數研究是由James Wells博士、Noah Shroyer博士帶領完成。Wells是辛辛那提兒童醫院發育生物學和內分泌學部門的科學家、多能干細胞中心主任。Shroyer是腸胃病學、肝臟病學&營養和發育生物學部門的科學家。

　　Wells及其同事在2010年12月首次報道成功培育實驗室腸道類器官。自那時以來，該研究小組已經報道了胃組織類器官培育的類似成果。