瀑样:mini-organs推进人类发展和疾病的研究

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从干细胞生成瀑样;这些干细胞可以来自一个标准细胞系在日常生活中经常使用的组织文化,或者他们可以从成年细胞重新编程。重组,即。恢复细胞的多能功能因素的结合,使我们能够使用瀑样作为疾病模型。通过公开干细胞信号分子的某种组合,生长因子和化学品我们“推”干细胞开始生产感兴趣的组织。这样我们可以生成瀑样的具体组织。每个瀑样协议都有一组特定的分子和条件,这是必要的组织细胞的生成。尽管过程可能漫长,有点复杂,瀑样的美妙之处在于,他们可以生成不需要专门的设备,在任何与标准组织培养建立了实验室。

例如,代的脑(大脑)瀑样涉及以下过程。干细胞是保存在一个贫瘠的媒体,促进代外胚层,胚芽层会产生神经系统。进一步结合媒体和生长因子促进自我组织的组织成层的祖细胞,模拟体内发展。这包括非常复杂的形态变化,导致心室的形成(大脑中蛀牙),正如我们看到它在胚胎发育期间。此外,这些早期的机械过程,神经干细胞的瀑样表现出不同的亚种,出现在数量和分布相似在活的有机体内开发大脑。这些神经干细胞,一定时间后(大脑瀑样可以生长在文化超过100天)开始生产神经元,它遵循生理模式的行为——他们迁移,成熟、分支、火,甚至使电路可以对某种刺激(光)。转录组(细胞/组织的总RNA指纹)分析大脑瀑样在不同阶段的协议确实表明他们非常类似于体内的大脑。这些相似之处表明,几个瀑样可以忠实地模仿人类大脑发育的早期阶段。

造型与瀑样疾病

不仅瀑样作为工具来研究正常发展,他们也显示承诺作为一个模型各种各样的疾病。脑瀑样用于模型的某些方面自闭症谱系障碍(ASD)和头小畸型(小的大脑),以及其他脑部疾病。“reprogrammability”的成年细胞干细胞至关重要,,在这些研究中,细胞从感兴趣的障碍被患者和干细胞重新编程。一旦建立了稳定的干细胞系,瀑样可以种植和障碍的发育表型跟踪。这些模型提供了洞察这些疾病的细胞生物学,分子通路和未来疗法的潜在目标。

瀑样也越来越显示承诺作为个性化医疗工具,提供一种方式来研究的独特复杂性和确定适当的治疗病人的疾病。最近的研究强调了使用肠道瀑样直接治疗囊性纤维化的病人,通过评估囊性纤维化跨膜电导调节(CTFR)函数在迷你勇气创造了从病人自己的细胞。通过测试瀑样反应药物,可以作出更明智的决定哪些病人最有可能受益。这可以用高成本药物如Kalydeco尤其重要,患者非常罕见的突变。这种个性化的治疗方法使用瀑样是不限于囊性纤维化,也显示承诺对于其他遗传性疾病,以及癌症。

当前瀑样的挑战和未来的发展方向

尽管瀑样捕获许多器官的特点和疾病的很好,他们有自己的局限性。由于一代协议的性质,它是无法添加维管组织瀑样。这意味着,随着他们的成长,瀑样遭受缺氧,当他们变得越来越老,他们不能复制所有的发育过程和体内生物拥有的细胞类型。由于这个问题,多数瀑样研究目前集中在早期发育过程。

一种可能的解决方案将是一个发展的培养协议与主瀑样血管祖细胞一起培养组织和被成功纳入瀑样。这可能是非常难以实现的差异等不同组织的发展路径,这一问题的最有可能的解决方案将生物工程。以这种方式瀑样可能生长在人造血管网络,这将有一个恒定的供应新鲜的媒体。这将允许的发展甚至在瀑样更复杂的功能。

综上所述,目前看来瀑样不只是一个方法在时尚,但被证明是一个非常有价值的工具在研究人类发展和疾病。扩张的干细胞系图书馆以外的物种包括人类,瀑样证明是一个非常宝贵的工具还来洞察人类血统的进化。