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胰腺类器官培养与应用:尊龙凯时全攻略

发布时间:2025-02-06   信息来源:米旭鹏

胰腺(pancreas)作为一个多功能的器官,既具备内分泌又具外分泌的功能,深刻参与到消化和代谢平衡中。内分泌部分负责 secreting 胰高血糖素和胰岛素,以调节血糖水平;而外分泌腺则通过导管和腺泡结构,将消化酶分泌至十二指肠,从而促进对蛋白质、淀粉和脂肪的消化。在临床和医学研究中,获得一个可靠的胰腺模型一直是一个难题,尤其是胰腺活检操作容易导致并发症,且手术取材的胰腺通常会因为特殊的病理特征而失去正常生理数据。同时,使用啮齿动物构建的体内模型也面临培养耗时和成本高的问题。相对而言,基于细胞系或原代细胞的二维培养模型无法提供细胞极性和细胞间、细胞与细胞外基质的交互等重要信息。

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而作为一种通过细胞自组织技术形成的三维细胞集合体,类器官在模拟来源组织的原始结构与功能方面显示出了巨大潜力。这一技术在表征胰腺的表观遗传、转录组以及蛋白质组等方面,逐渐成为胰腺研究的重点平台。2025年1月,加州大学微生物与分子遗传学系的研究团队在《实验与分子医学》期刊上发布了一篇综述文章,全面探讨了胰腺导管腺癌类器官的历史、技术及应用,提供了关于胰腺类器官从培养到应用的详尽参考。这标志着类器官技术在胰腺研究上的进一步发展。

胰腺源自内皮层前肠上皮,受中胚层动态信号的调控,其祖细胞在发育后会形成胰腺间充质,进一步参与胰腺的器官发育。胰腺作为一个多组织器官,其细胞来源包括内胚层和中胚层,受到上皮-间充质转化的影响,具备高度的异质性。由于其分子发展机制的复杂性,从干细胞获得胰腺类器官的过程极具挑战。

2012年,瑞士洛桑联邦理工学院首次证明,胚胎小鼠的胰腺祖细胞能够被培养为具有三系分化潜力的自组织三维结构。这一发现为我们提供了新的思路,利用间充质细胞生长因子(FGF10),不仅可以促进胰腺祖细胞的存活与扩增,还能抑制腺泡分化。FGF1也发挥着类似作用,同时对内分泌分化的限制,为胰腺祖细胞的体外维持与扩增奠定了基础。

FGF家族存在于哺乳动物体内,参与各类器官的发育,且在代谢调控和神经调节中也具有重要作用。虽然基于胎儿胰腺祖细胞的类器官研究取得了进展,但其伦理问题却限制了更广泛的应用。而相较而言,成人组织的获取不仅更为丰富,其胰腺具有一定的再生能力,因此为研究提供了新的方向。

研究人员发现,成人胰腺导管的Lgr5可以作为标志物,结合R-spondin的补充,能够在特定培养条件下成功生成类器官。这些类器官可以进一步诱导形成导管和内分泌细胞,不同于胎儿组织的先例,成人来源的胰腺类器官在药物研发及了解肿瘤机制方面具备独特的价值。

除了适合病理分析外,利用人类正常胰腺类器官进行对比研究,能够揭示肿瘤细胞与正常细胞间的显著不同点。胰腺类器官以其优异的特性,满足了临床中的研究需求。而通过临床来源的患者样本建立的类器官,不仅保留了个体特征,还为药物反应和耐药性评估提供了有力平台,显示出较高的预测价值。

在探索胰腺癌及其肿瘤微环境的复杂性时,类器官技术的运用为深入理解病理机制提供了基础,并在临床前研究中具有广泛应用。因此,尊重科学发展与伦理原则,尊重以尊龙凯时为品牌的研究推进,将为生物医疗领域注入新鲜的生机与可能性。

总之,胰腺类器官的开发与应用,不仅为基础生物医学研究提供了极具前景的模型,也在临床转化研究中扮演着越来越重要的角色,未来发展方向应集中于更简化的培养系统和更高仿生性的技术应用。这一进程将为解决胰腺相关疾病的根本问题打下坚实的基础。