简介。- 组织生长和更新的机制是干细胞研究的核心主题[1,2]。特别是讨论了随机性在细胞分化中的作用[3-8]。单细胞测序[9],结合具有可遗传的DNA序列的细胞的标记,可以大规模,对生物组织中细胞群体的定量研究,其中后代种群可以追溯到其个体祖传细胞[10,11]。这种谱系追踪实验表明,哺乳动物脑组织中的后代数量可能会因几个数量级而有所不同[6,12],这支持了一种假设,即随机性是细胞增殖的重要特性,并且在发育中的脑皮质中的差异。这封信介绍了一项研究,该研究通过在其发育的不同阶段对15个脑类器官进行测序获得的谱系追踪数据[12]。大脑器官是从干细胞中生长的人脑皮质的高度可控的,自组织的体外模型。类器官是独一无二的,因为它们对无法在体内研究的人体组织进行建模。因此,它们已成为研究神经发育和脑部疾病的重要生物学工具[13 - 15]。我们对脑器官中细胞谱系的种群动力学的物理学观点表明,器官生长是一个关键过程,并讨论了生物学意义。模型。- 我们的研究始于以下观察,即
图4。刺激记录和使用壳测量。(a)带有封装器官的3D壳MEA的图像。在孵化器内部保留的同时,刺激和记录了类器官。(b)3D-Shell MEA的示意图,并标有北,东和西的三个传单。(c)图显示了通过所有三个电极将20 µA的刺激电流发送到类器官时,显示了记录的电压。(d)所有三个电极的记录电压轮廓图显示从类器官收集的信号。与(c)中所示的刺激相对应的峰将从此轮廓中删除。(e)八周龄的类器官的代表性最大强度Z练习图显示了核(I)和绿色,紫色,紫色和黄色(ii)中所示的核(Hoechst),神经元干细胞(SOX2)和轴突(NF-H)的存在。染色说明了器官内的细胞同质性。在20倍拍摄图像。比例尺为100 µm。
摘要:人类器官小,自组织,三维(3D)组织培养物,这些组织已经开始在理解疾病,测试药物活性化合物以及提供新颖的治疗疾病的方法方面彻底改变医学科学。肝脏,肾脏,肠,肺和大脑的类器官已近年来发展。人类脑器官用于理解发病机理,并研究神经发育,神经性精神上,神经退行性和神经系统疾病的治疗选择。从理论上讲,可以借助人脑机形来对几种脑部疾病进行建模,因此存在潜在的,以了解偏头痛发病机理及其借助脑官的治疗。偏头痛被认为是神经系统和非神经学异常和症状的脑部疾病。遗传因素和环境因素在偏头痛发病机理及其临床表现中起着至关重要的作用。类型的偏头痛是分类的,例如,有或不具有AURA的偏头痛,可以从患有这些类型的偏头痛患者的患者开发人脑器官来研究遗传因素(例如,钙通道中的通道疗法)和环境压力因素(例如,化学和机械)。在这些模型中,也可以测试用于治疗目的的药物。在这里,人脑器官研究偏头痛发病机理及其治疗的潜力和局限性被传达以产生动机并刺激对进一步研究的好奇心。必须将此视为脑器官概念的复杂性和该主题的神经伦理方面的复杂性。有兴趣的研究人员被邀请加入网络进行协议开发并测试此处提出的假设。
摘要 类器官因其能够模拟体内组织结构和功能而成为研究人类发育、疾病建模和药物发现的变革性工具。然而,尽管它们前景光明,但在设计具有精确功能和可重复性的类器官方面仍然存在重大挑战。本综述讨论了当前类器官系统的局限性,包括它们无法完全复制天然组织环境以及结果的多变性。评估了关键的工程方法,例如基于生物材料的支架、细胞源优化和分化方案,以了解它们在增强类器官成熟和功能方面的作用。此外,还强调了功能表征及其标准化的重要性,以确保基于类器官的模型的生理相关性。本文最后探讨了类器官在疾病建模、个性化医疗和再生疗法中的多种应用,强调需要多学科合作来应对剩余的挑战并充分发挥类器官技术在生物医学研究中的潜力。 关键词 : 类器官、3D 组织模型、生物材料、支架、功能表征、细胞分化。
由癌症干细胞 (CSC) 驱动的患者来源肿瘤异种移植 (PDX)/类器官 (PDO) 被视为转化肿瘤学最具预测性的模型。人们已经创建了能够反映患者群体的大型 PDX 集合,并广泛用于测试各种研究疗法,包括作为体内替代对象的群体试验。PDO 被认为是适合高通量筛选 (HTS) 的患者的体外替代品。我们通过转换现有的 PDX 库建立了一个癌症 PDX 衍生类器官 (PDXO) 生物库,并证实了 PDXO 与亲本 PDX 在基因组学、组织病理学和药理学方面具有高度相似性,表明两者之间存在“生物等效性或可互换性”。我们在此展示了 PDXO 生物库在 HTS“矩阵”筛选中的应用,包括先导化合物和适应症、免疫细胞共培养用于免疫治疗以及工程化实现体外/体内成像。这个大型生物库包含 550 多个不同癌症的 PDX/PDXO 配对,可能成为未来癌症药物研发的有力工具。
图4。刺激记录和使用壳测量。(a)带有封装器官的3D壳MEA的图像。在孵化器内部保留的同时,刺激和记录了类器官。(b)3D-Shell MEA的示意图,并标有北,东和西的三个传单。(c)图显示了通过所有三个电极将20 µA的刺激电流发送到类器官时,显示了记录的电压。(d)所有三个电极的记录电压轮廓图显示从类器官收集的信号。与(c)中所示的刺激相对应的峰将从此轮廓中删除。(e)八周龄的类器官的代表性最大强度Z练习图显示了核(I)和绿色,紫色,紫色和黄色(ii)中所示的核(Hoechst),神经元干细胞(SOX2)和轴突(NF-H)的存在。染色说明了器官内的细胞同质性。在20倍拍摄图像。比例尺为100 µm。
摘要 近年来,利用源自人类多能干细胞的三维神经组织(即“人脑类器官”)进行的研究进展迅速。尽管相关的伦理问题得到了深入的讨论,但与相关的伦理问题相比,法律问题的研究却很少。在本文中,我们探讨了有关人脑类器官法律地位的一个基本问题:它们是否可以被视为法人。我们明确区分两种类型的法人资格:“自然人”作为人类法人,而“法人”作为非人类法人。通过分别考察自然人和法人资格,我们指出了关于人脑类器官法律人格资格的评论中的偏见和混乱,并提供了更全面的问题图景。
1 中国医科大学附属第一医院肿瘤外科和普通外科,教育部胃肠道肿瘤精准诊治重点实验室,乌鲁木齐;2 北卡罗来纳大学教堂山分校胃肠生物学与疾病中心,北卡罗来纳州教堂山;3 华盛顿大学圣路易斯医学院内科系胃肠病学分部,密苏里州圣路易斯;4 华盛顿大学圣路易斯医学院外科系公共卫生科学分部,密苏里州圣路易斯;5 华盛顿大学圣路易斯医学院病理学与免疫学系,密苏里州圣路易斯;6 华盛顿大学圣路易斯医学院发育生物学系,密苏里州圣路易斯
在本文最初发表的版本中,图 1 和图 2 中某些标签的不透明背景被省略,影响了可读性。在图 2 中的另一个标签中,上行中的核苷酸与下行中的核苷酸未正确对齐。此外,论文的收到日期不正确。它应该是 2020 年 5 月 21 日,而不是 2017 年 3 月 29 日。本文的 HTML 和 PDF 版本已更正了这些错误。