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人类星形胶质细胞同步神经类器官网络
完整标题：人类星形胶质细胞同步神经类器官网络 Megh Dipak Patel 1,2、Sailee Sham Lavekar 1、Ronak Jaisalmeria 1,3、Suki Oji 1、Jazmine Jayasi 1、Caroline Cvetkovic 1、Robert Krencik 1,# 1 神经再生中心，神经外科系，休斯顿卫理公会研究所，德克萨斯州休斯顿，77030，美国。2 德克萨斯 A&M 大学医学院，德克萨斯州布莱恩，77807，美国。3 生物科学系，莱斯大学，德克萨斯州休斯顿，77005，美国。# 通讯作者：Robert Krencik，713.363.9742（电话），rkrencik@houstonmethodist.org 摘要 生物神经网络表现出中枢神经系统相互连接区域内和跨中枢神经系统的同步活动。了解这些协调网络是如何建立和维持的可能揭示神经退行性疾病和神经调节的治疗目标。在这里，我们使用人类多能干细胞衍生的生物工程神经类器官测试了星形胶质细胞对同步网络活动的影响。这项研究表明，星形胶质细胞通过影响突触和生物能量学，显著增加了单个类器官内以及众多快速合并的类器官之间长距离的活动。淀粉样蛋白的治疗抑制了神经退行性疾病过程中的同步活动，但这可以通过从邻近网络传播活动来挽救。总之，这项研究确定了人类星形胶质细胞对生物神经网络的关键贡献，并提供了一个快速、可重复和可扩展的模型来研究健康和疾病状态下神经系统的远程功能通信。关键词星形胶质细胞/人类多能干细胞/神经网络/类器官简介生物神经网络是神经系统活动背后的动态功能组件。在出生后早期发育中，神经网络的定义是，在体外和体内实验模型系统中都观察到同步网络活动的存在 1,2 。同步网络可以在同一时间窗口的局部相邻神经元群中发生，也可以作为长距离的空间传播波发生。在成人大脑中，同步振荡网络活动在认知控制 3 、记忆巩固 4 和昼夜节律 5 等一系列功能中发挥作用，这些功能可能在各种神经病理学（例如精神分裂症、阿尔茨海默病、癫痫等）中失调。网络活动主要由突触驱动，可以在电生理记录期间通过实验检测到快速同步尖峰，并在神经元群中检测到细胞内钙的缓慢振荡变化。然而，非神经元细胞和局部环境对这种现象的贡献程度尚不清楚，尤其是在人类特定的细胞环境中。除了神经元之外，其他细胞类型，包括星形胶质细胞，被认为可以动态地促进网络连接。星形胶质细胞具有多方面的机制来直接相互作用和调节网络，包括通过分泌各种突触生成和突触粘附蛋白来形成和强化突触 6 、通过神经活性分子进行双向信号传导、离子的稳态调节 7 、产生神经元能量代谢底物 8,9 、调节氧化应激 10 ，以及通过与其他非神经元细胞的通讯进行间接作用 11 。这些不同过程的最终结果可以根据星形胶质细胞的活动和反应性进行动态调节，从而影响广泛的行为 12 。因此，当星形胶质细胞
干细胞生物学和类器官生物制作R
研究环境RMT实验室是位于贝林佐纳（瑞士）的Ente Ospedaliero Cantonale和UniversitàDellaSvizzera Italiana的转化研究的一部分。RMT实验室的战略研究领域是：通过生物制作进行体外疾病建模（例如与年龄有关的疾病，癌症转移，肌肉骨骼疾病）；用于药物筛查的新技术设计；使用人体组织活检的个性化医学应用。为了促进这些研究领域的进步，RMT实验室结合了微流体和麦粒生理系统，3D（BIO）打印和计算模拟。在这些战略领域的框架中，RMT实验室很高兴地宣布：脑类正骨/3D神经组织培养的生物制作以及与微型化装置的整合，用于刺激/记录大脑活动。
创建肺类器官疾病模型的五个步骤
图3。干细胞分解和成熟到器官及其基因表达分析。（a）分离的细胞的代表性照片嵌入了胶状基质中，它们形成球体并以囊性，环形形态分化成肺类器官。嵌入式培养物被传递。（b）分化肺器官的基因表达分析表明，气道上皮细胞谱系富集，包括基础（TP63），纤毛（FOXJ1），分泌（SCGB3A2），Goblet（SPDEF）（SPDEF）和肺神经内分泌细胞（ASCL1）。nt：未测试。（c）分化肺类器官的基因表达分析表明肺泡上皮细胞谱系（SOX9），包括肺泡II型（ABCA3，SFTPB）和I型I型（Hopx）细胞。
神经发育障碍的基于干细胞的器官模型
过去十年在鉴定神经发育疾病（NDDS）的遗传原因（包括孟德尔，de Novo和somatic，因素）的遗传原因中发生了爆炸。这些发现提供了了解细胞和分子机制以及潜在的基因基因和基因环境相互作用的机会，以支持新的疗法。基于干细胞的模型，尤其是人脑器官，可以在人类基因组的背景下捕获与疾病相关的等位基因，设计为反映与疾病相关的细胞复杂性和发育时机的方面。这些模型已将关键见解带入了像小头畸形，自闭症和局灶性癫痫一样多样化的NDD。但是内在的器官到甲状腺变异性，某些脑居住的细胞类型的低水平以及达到成熟度所需的较长培养时间会阻碍进展。最近的几个进展包括特定的形态梯度，各种脑细胞类型的混合物以及器官植入动物模型。与非人类灵长类动物器官的比较一起，人类NDD的机制正在出现。
缺氧会影响小肠道类器官干与分化
由多种细胞类型组成，其功能不同，小肠上皮细胞在哺乳动物肠的第一部分中执行其功能，并协同维持稳态。由于血管的分布不均匀，氧气水平在正常肠中表现出梯度降低的模式，并且在某些肠道疾病中变得异常。在这项工作中，我们发现通过氯化二氧化碳（COCL 2）模拟的某些水平的缺氧导致秘密细胞类型的增加，并且在体外培养的小鼠小肠癌中的吸收细胞类型降低。重要的是，肠道干细胞的量受到影响，从而导致上皮再生。我们的研究强调了缺氧损伤下的细胞类型特异性改变，这可能给出了与缺氧相关的胃肠道疾病的治疗提示。关键词缺氧，肠干细胞，分化，器官简介
使用单细胞分析解码器官复杂性
帕金森氏病（PD）是全球增长最快的神经退行性疾病（Ou Z.等，2021），大多数病例是零星的，5-15％是由于在SNCA和LRRK2等单个基因中稀少的高碳化性突变而是家族性的（Kim C.等，2017）。对这些稀有形式的研究为线粒体功能障碍和蛋白质错误折叠等细胞机制提供了重要的见解。在零星的PD中，越来越多地认识到低频遗传变异的贡献。研究确定了编码MiRO1的Rhot1基因中的PD患者，这是一种对线粒体动力学和钙稳态至关重要的蛋白质，它与PD-相关蛋白（如PINK1和α-核蛋白（Berenguer-Escuder C. berenguer-Escuder C.等）相互作用。Chemla A.等。 （2023），来自卢森堡大学的研究小组，使用了IPSC衍生的多巴胺能神经元和3D中脑器官，以证明P.R272Q miRO1突变会增加活性氧物种，从而改变了线粒体生物性生物性生物性生物性含量，从而提高了α-核蛋白水平，并提高了ne努力。 这些发现表明，突变体Miro1足以在体外和体内准确地对PD进行建模，从而突出了其在PD发病机理中的作用。Chemla A.等。（2023），来自卢森堡大学的研究小组，使用了IPSC衍生的多巴胺能神经元和3D中脑器官，以证明P.R272Q miRO1突变会增加活性氧物种，从而改变了线粒体生物性生物性生物性生物性含量，从而提高了α-核蛋白水平，并提高了ne努力。这些发现表明，突变体Miro1足以在体外和体内准确地对PD进行建模，从而突出了其在PD发病机理中的作用。
类器官智能：生物计算和人工智能集成的新范式
纵观历史，人类从大自然中汲取灵感和知识，揭开大自然的秘密并发挥其潜力。这种天生的好奇心影响了包括技术和医学在内的各个领域，推动了无数成就。虽然人工智能 (AI) 取得了重大进展，但用硅基硬件复制人脑的复杂过程仍然是一个挑战。这项研究引入了一种革命性的方法，它从人类大脑的复杂性中汲取灵感，人类大脑是已知的最复杂的生物系统。当代人工智能研究的目标是创造能够复制人类学习、推理和解决问题等认知功能的智能计算机。尽管软件和算法取得了显著进步，但完全模拟人类智力仍然是一个遥远的目标。传统的硅基硬件架构虽然令人印象深刻，但无法与大脑的自然并行性和适应性相匹配。因此，探索模仿生物系统的替代策略势在必行。
使用患者衍生的类器官进行个性化药物筛查...
Yi Zhao, 1,2,6 Shangru Li, 1,6 Lefan Zhu, 2,6 Mingle Huang, 1 Yubin Xie, 2 Xinming Song, 3 Zhihui Chen, 3 Harry Cheuk-Hay Lau, 4 Joseph Jao-Yiu Sung, 2,5 Lixia Xu, 1,2, * Jun Yu, 2,4, * and Xiaoxing Li 2,7, * 1 Department of Oncology, The First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou, China 2 Institute of Precision Medicine, The First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou, China 3 Department of Gastrointestinal Surgery, The First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou, China 4 Department of Medicine and Therapeutics, State Key Laboratory of Digestive Disease, The Chinese香港大学，香港，中国香港5号，新加坡新加坡南南技术大学的Lee Kong Chian医学院6这些作者同等捐款7铅联系 *通信 *通信：xulixia@mail.sysu.sysu.edu.edu.cn（L.X.），junyu@cuhk.edu.hk（J.Y。），lixiaox23@mail.sysu.edu.cn（x.l.）https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2024.101627
干细胞科学家（再生医学和类器官发育）
▪ 指导和培训我们的教职员工使用商业生物材料准备支架 ▪ 帮助开发可有效用于 3D 建模的内部支架材料 ▪ 协助和培训我们的教职员工开发加速烧伤、手术和创伤后伤口愈合的方法。 ▪ 培训教职员工使用替代来源加速伤口愈合，如鱼皮等。 ▪ 能够将再生医学技术与其他专门的干细胞研究领域相结合，包括利用诱导多能干细胞 (iPSC) 和 CRISPR-Cas9 基因编辑技术进行 3D 疾病建模和类器官开发，从而了解潜在的病理生理学和药物发现 ▪ 培训教职员工了解转化干细胞生物学领域的再生医学的道德和正确使用 ▪ 在适当的情况下，CADEX 参与者将有机会在 CRM 指导短期实习生和志愿者。 ▪ 确定再生和 iPSC 核心设施中需要注意的缺陷 ▪ 确定 CRM 再生和类器官开发计划中需要注意的缺陷 ▪ 支持与 CRM 的教职员工和高级成员一起设计和推出下一个 5 年再生医学和干细胞研究战略计划。
基于干细胞的心脏再生的3D器官模型的进步
摘要：成年人的心脏无法在组织损伤后恢复完全心脏功能，这使心脏再生成为当前的临床未满足需求。有许多临床程序旨在减少受伤后缺血损伤；但是，尚无刺激成年心肌细胞恢复和增殖的可能性。多能干细胞技术和3D培养系统的出现彻底改变了领域。特别是3D培养系统通过获得更准确的人类微环境条件来在体外建模疾病和/或药物相互作用，从而增强了精度医学。在这项研究中，我们涵盖了基于干细胞的心脏再生医学的当前进展和局限性。特别是，我们讨论了基于干细胞的技术和正在进行的临床试验的临床实施和局限性。然后，我们解决了3D培养系统的出现，以产生心脏类细胞器，以更好地代表人类心脏的微环境，用于疾病建模和遗传筛查。最后，我们深入研究了从心脏器官中与心脏再生有关的见解，并进一步讨论了对临床翻译的影响。