神经、肌肉和骨骼在培养皿中构建:组织工程新突破
组织工程领域迎来重大突破:科学家成功地利用人类多能干细胞在培养皿中构建了神经、肌肉和骨骼等多种组织,为研究疾病机制和探索再生疗法提供了新的手段。
人类神经肌肉骨骼类器官(hNMSOs)的开发是由上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞课题组领导的。该研究成果于 2024 年 12 月 9 日发表在《细胞-干细胞》杂志上。
模拟复杂的生理系统
神经、肌肉和骨骼组织之间存在着密切的相互作用,共同维持着运动和其他生理功能。然而,研究这些组织相互作用一直面临着挑战。
hNMSOs 提供了一个独特的平台,可以模拟这种复杂的生理系统。通过将不同的干细胞类型共同培养,研究人员能够诱导这些细胞分化为神经、肌肉和骨骼等多种组织。
构建自组织系统
研究人员发现,hNMSOs 具有惊人的自组织能力。在无外界引导的情况下,神经、肌肉和骨骼细胞能够自动形成独立的区域并保持彼此之间的相互联系。
这种自组织能力使 hNMSOs 成为研究组织发育和疾病机制的宝贵工具。通过操纵培养条件,研究人员可以探索影响组织形成和相互作用的因素。
应用潜力广泛
hNMSOs 在疾病研究和再生医学方面具有广泛的应用潜力。
疾病研究:hNMSOs 可以用来研究涉及神经、肌肉和骨骼相互作用的各种疾病。例如,研究人员已经利用 hNMSOs 探索关节炎中骨骼、神经和肌肉变化的机制。
再生医学:hNMSOs 可以作为器官移植和组织修复的潜在来源。通过使用患者自己的细胞,可以减少移植排斥的风险并促进组织再生。
技术挑战和伦理考量
尽管 hNMSOs 具有巨大的潜力,但仍面临着一些技术挑战和伦理考量。
技术挑战:构建复杂的人类组织需要对培养条件和支架材料进行优化。此外,需要解决血管化和组织成熟等问题。
伦理考量:随着组织工程技术的发展,对潜在伦理问题的关注也有必要。例如,脑类器官等复杂组织的构建引发了有关意识和道德责任的问题。
未来展望
hNMSOs 的开发代表了组织工程领域的重要里程碑。随着技术的不断进步和伦理问题的解决,hNMSOs 将在疾病研究、再生医学和其他领域发挥至关重要的作用。
这项突破性研究为探索人体组织的复杂性提供了新的途径,并为解决一些最具挑战性的医学问题提供了新的希望。
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