美成功用hPSC人造結腸

　　締一生物導讀：美成功用hPSC人造結腸

　　近日，美國科學家在實驗室中采用人多能干細胞（hPSC），成功造出人類胚胎結腸。將之移植到小鼠體內，其功能類似人的天然結腸。該發現發表在6月22日的Cell Stem Cell上。

　　該論文作者是美國辛辛那提兒童醫院醫學中心的研究人員，他們相信該項研究應為世界**采用組織工程的方法，成功生成人工結腸（類器官）。這為今后研究結腸疾病建立了一個很好的人類模型，也為今后用于胃腸道器官移植開辟了很好的道路。

　　胃腸疾病目前發病率很高，它包括腸炎、結腸癌、腸易激綜合征、先天性巨結腸和息肉綜合征等。有些非常難治。論文**作者James Wells指出：“以往的研究受限于不能很好的建立出模仿人類胃腸疾病的動物模型。該方法則使我們能夠解決這一問題”。

　　相比其他胃腸道組織，結腸再生難度很高，因為對其分化和發育機理并不清楚。項目人員開展了一系列研究。他們先集中在后腸。后腸是發育為整個大腸（包括盲腸、結腸和直腸）的腸段。他們查詢了幾個公共數據庫（（GNCPro, TiGER, Human Protein Atlas），確定了后腸的分子標志物。他們發現，SATB2可作為青蛙、小鼠和人后腸的標志物。SATB2是DNA結合蛋白，能易化染色體的結構改變。SATB2的序列保守性高，這使研究者推測，調控青蛙和小鼠的SATB2的信號，也可用于人，使人的結腸類器官再生。研究者還注意到，在表達SATB2的腸管區域，BMP高度活化。這使得研究者認識到，BMP在后腸發育中起到關鍵作用。最終，研究顯示，BMP信號傳導對于青蛙和小鼠的后腸組織發育是必需的。

　　在培養人的hPSC來源的腸管時，研究者加入BMP培養三天。它誘導腸管后段HOX基因的解碼。HOX是控制胚胎從頭到腳發育的一組關鍵基因。研究者報告，后段HOX有助于表達SATB2的人結腸類器官形成。

　　然后該結腸類器官被移植到免疫缺陷的小鼠的腎囊中，6至10周。在這段時間里，研究者觀察了后段的內分泌細胞的指標。在天然人結腸發育中，該細胞會分泌發育所需的激素。研究者還請來了醫院的外科醫生，協助觀察了人結腸類組織的形態，結構和細胞特征，發現和人的天然結腸都非常類似。

　　該模型建立后，研究人員計劃用它來觀察結腸上皮細胞及支持細胞在炎癥下的反應，這有助于克羅恩病和潰瘍性結腸炎的機理研究。而且，該模型也有助于對正常和疾病狀態下人體腸道內的微生物組開展研究。并且，該模型也可作為新藥在開展臨床試驗之前的一個檢測平臺，因為許多口服藥都是胃腸道吸收的。

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　　論文出處：

　　Jorge O. Múnera, Nambirajan Sundaram, James M. Wells，et al.Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Colonic Organoids via Transient Activation of BMP Signaling. Cell Stem Cell, 2017 DOI: 10.1016/j.stem.2017.05.020