肠道类器官基因编辑技术的研究进展

肠道类器官是一种新兴的实验模型,具有模拟体内器官结构和功能的特性,广泛用于肠道疾病与功能变化的研究。近年来,研究者们将基因编辑与肠道类器官结合,为探究疾病的发生机制和研发针对性的治疗手段提供了可能。本篇综述旨在回顾基因编辑技术在肠道类器官中的应用,并探讨其在疾病建模、药物研发等领域的发展前景。     

造血干细胞血管化及其在血管新生治疗的临床应用

造血干细胞移植结合体外扩增内皮前体细胞,增加局部缺血组织的新血管形成和内皮损伤后的再内皮化,是治疗缺血性疾病的新方法。已证实造血干细胞在体外可分化为内皮细胞,在体内可促进缺血肢体和心肌的再血管化。现就造血干细胞分化为内皮细胞的实验研究,调节机制及其在临床的应用简要综述。     

小肠类器官的构建及传代培养

目的 探索小肠隐窝分离,小肠类器官培养、传代、冻存、复苏和蛋白提取的方法,研究R-Spondin1的浓度对小肠类器官成熟的影响.方法 分离小鼠小肠隐窝,在模拟体内肠道干细胞生长、增殖的体外3D培养体系中培养,倒置显微镜观察小肠类器官的形成过程.用1 mL注射器切割小肠类器官进行传代.设置R-Spondin1浓度梯度,在...     

肝癌类器官的培养及应用研究进展

肝癌是临床常见的恶性肿瘤之一,但其发病机制尚未完全明确。目前肝癌研究模型可分为体内模型和体外模型两种。肝癌体内模型是指诱使肝癌发生在动物体内,体外模型则主要是传统二维培养的永生化癌细胞系,但其并不能反映细胞真实形态、肝癌微环境以及体内肝癌的空间结构等,无法真正模拟机体内肝癌发生环境,这或许是导致科研成果与临床应用不一致的原因,阻碍了人类攻破肝癌的进程。近年来类器官技术飞速发展,体外建立与机体内更相似的肝癌样器官有望成为研究肝癌发生发展机制的强有力工具。文章主要对肝癌类器官的培养及应用研究进展进行综述。     

类器官的研究现状及应用前景

类器官(Organoid)是应用体外三维(3-Dimensional,3D)培养技术建立的结构和功能上类似于器官的小型组织,具有组织自我更新及可长期培养的特点,在一定程度上模拟体内器官生理活动和病理变化,可成为精准医疗、器官移植、药物筛选、药物作用机制研究的理想体外载体。就类器官的生物学特点、分类、应用前景及研究发展现状进行评述。     

胚胎干细胞来源的内皮细胞构建内皮化血管支架

目的探索胚胎干细胞定向分化为血管内皮细胞,并用于构建内皮化血管支架,为临床心血管疾病治疗提供实验基础。方法采用改良后单层分化体系,血管内皮生长因子（VEGF）作为独立诱导因子定向诱导胚胎干细胞分化为血管内皮细胞,用RT-PCR法检测分化时程各时间点内皮特异性标志的表达,用免疫荧光法检测分化体系中的内皮细胞蛋白标志。将分化成熟的内皮细胞种植于支架表面,构建内皮化血管支架。结果胚胎干细胞全能性分子标志Oct3／4,早期内皮标志Flk-1,Tie-2,PECAM-1,以及成熟内皮标志VE-cadherin在胚胎干细胞分化体系中呈现一定的转录时序性;免疫荧光结果显示分化细胞Flk-1,VE-cadheiin阳性,血管支架被表达VE-cadherin的内皮细胞覆盖。结论我们改良了胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的方法,并用于探索内皮化血管支架的构建。     

器官血管变异与手术的关系

目的 提示器官血管变异在手术中潜在的危险性及注意点。方法 展现和总结中外学者对器官血管变异的研究成果。结果 对各器官血管变异情况提供了较为精确的数据。结论 给临床手术可能涉及到的器官血管变异避免或减少危害提供依据。     

抗血管内皮细胞生长因子抗体抑制视网膜新生血管化

目的：研究抗血管内皮细胞生长因子抗体对视网膜新生血管化的抑制作用。方法：以75%氧气和25%氮气的高浓度氧诱导C57BL/6J小鼠建立缺血性视网膜病变模型,应用不同浓度抗血管内皮细胞生长因子抗体进行玻璃体腔内注射,在组织切片上计数和比较正常和实验条件下以及不同浓度药物注射后视网膜新生血管芽细胞核数。结果：缺血性视网膜病变小鼠模型有较多的视网膜新生血管芽细胞核数,而玻璃体内注射抗血管内皮细胞生长因子抗体的小鼠视网膜新生血管芽细胞核数明显减少（两组用药组与高氧对照组间P均〈0.01）,特别是大剂量用药组减少54.61%。结论：抗血管内皮细胞生长因子抗体能有效抑制视网膜的新生血管化。     

人胆囊类器官培养体系的建立与鉴定

目的 构建人胆囊类器官的培养体系,实现人胆囊类器官体外稳定快速扩增,并鉴定其特性。方法 分离人来源胆囊组织上皮细胞,运用三维培养体系将细胞嵌入基质胶中进行3D培养。观察胆囊类器官生长过程中球囊样结构的面积、周长与形态,计算形状因子。利用细胞免疫荧光染色技术检测胆囊类器官的干性标志物CD133、富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体5(LGR5)以及胆管上皮细胞标志物肝细胞核因子1β(HNF1β)、上皮细胞黏附分子（Ep CAM）、细胞角蛋白7、细胞角蛋白19、性别决定区Y框9(SOX9)的表达情况。使用5-溴脱氧尿嘧啶核苷（Brd U）摄入实验检测小分子CHIR-99021和blebbistatin对类器官增殖特性的影响。结果 胆囊类器官在体外培养过程中,类器官形成的球囊面积逐渐增大,第7天的类器官面积与第1天比较差异有统计学意义（P<0.01）,第7天时其形状因子从第1天的0.80(0.75,0.84)增高至0.83(0.81,0.85)(P<0.01),表明类器官在体外稳定生长且形状逐渐趋于一个完美的圆。免疫荧光染色可见类器官表达胆管上皮细胞标志物。在培养基中加入小分子CH...     

新生血管对器官成形的重要作用

研究人员认为,胚胎发育过程中的器官生成显然需要能提供氧和其他重要分子的新生血管。但这些初生血管的作用可能更大。根据两项有关肝脏和胰腺发育的研究结果,即使血液在开始流动之前,血管亦可提供有助于器官产生的信号。这些新的研究结果除了能清楚地表明器官形成的最初事件以外,还可促使科学家们研制出人工器官用于器官移植或药物的安全性检验。     

血管内皮细胞与血栓形成的关系

血管内皮细胞乃是位于循环系统血管壁内皮下组织之间的一层单层细胞,已发现它具有多种复杂的生理功能。完整的血管内皮细胞为机体提供了一个抗血栓形成的表面。它能阻止凝血因子和血小板的激活,并有促进纤溶的作用,因而能维持正常人体的血液循环,防止血栓形成。为此,...     

多器官功能障碍综合征时血管内皮细胞损伤的研究

目的 采用"创伤失血性休克-内毒素"二次打击建立大鼠多器官功能障碍综合征(MODS)动物模型,观察MODS所致血管内皮细胞损伤以及MODS过程中细胞间黏附分子-1(ICAM-1)mRNA表达变化.方法 将SD大鼠90只随机分为对照组、全身炎症反应综合征组(SIRS组)和MODS组.对照组24只,其余2组各33只.对照组不放血和注射内毒素.SIRS组和MODS组用钳夹动物一侧股骨造成骨折和放血的方法复制大鼠创伤失血性休克的动物模型,使休克持续1 h后进行复苏.复苏成功30 min后仅MODS组腹腔注射内毒素(2 mg/kg).从MODS组在注射内毒素后开始计算,3组大鼠在24、36、48 h随机取8只处死并采集标本检测肺组织1CAM-1-mRNA表达,测定血液中内皮素-1(ET-1)和一氧化氮(NO)含量以及循环内皮细胞(CEC)数量.结果 MODS组ICAM-1mRNA表达在36 h时较24 h时明显升高(P<0.05),48 h进一步升高(P<0.05).相同时间点ICAM-1mRNA表达量在MODS组高于SIRS组(P<0.05),SIRS组高于对照组(P<0.05).SIRS组和MODS组随时间延长CEC数量逐渐增加,3个时间点相互之间的差异均有统计学意义(P<0.5).相同时间点CEC数量在MODS组高于SIRS组(P<0.05),在SIRS组高于对照组(P<0.05).MODS组NO含量36h时较24 h时明显升高,48 h时又下降,并且低于24 h时(P<0.05),相同时间点NO含量在MODS组高于SIRS组(P<0.05),在SIRS组高于对照组(P<0.05).MODS组随时间延长ET-1含量逐渐增加,48 h ET-1含量同24h时的差异有统计学意义(P<0.05).相同时间点ET-1含量在MODS组高于SIRS组(P<0.05),在SIRS组高于对照组(P<0.05).结论 SIRS和MODS时均有血管内皮细胞的损伤,MODS时更为严重和明显,表现为黏附分子表达增强,NO和ET-1分泌紊乱.     

人类3D大脑类器官研究进展

人类3D大脑类器官为研究人脑发育和神经系统疾病提供了新的模型。体外培育的人类3D大脑类器官主要是由人多能干细胞（human pluripotent stem cell,hPSC）,包括人胚胎干细胞（embryonic stem cell,ESC）和诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPSC）分化而来。iPSC重编程技术与3D大脑类器官技术相结合,可以获得来自患者的iPSC并分化成包括神经元及大脑类器官在内的几乎任何人体细胞或组织,是动物实验向临床试验转化的桥梁。本文回顾了从多能干细胞技术到3D大脑类器官诞生并发展的历程,介绍了以3D大脑类器官为工具构建脑发育和神经系统疾病的研究模型,讨论了大脑类器官在其他方面的应用和相关技术的研究进展,并分析了3D大脑类器官的局限性及其未来可能的发展方向。     

血管内皮细胞与胰岛移植

胰岛移植后早期的缺血缺氧是导致大量胰岛死亡的主要原因,加快移植后早期的再血管化进程,尽早恢复胰岛血供,就能够改善胰岛移植的效率。血管内皮细胞是血管形成的核心,其增殖活性和数量决定再血管化的进程。局部高表达血管内皮细胞生长因子促进内皮细胞增殖,直接补充内皮细胞或内皮前体细胞,动员骨髓中的内皮前体细胞,都能加快胰岛移植后血管新生的进程,改善移植效果,对临床胰岛移植具有重要意义。     

多孔羟基磷灰石血管化实验研究

目的加速多孔羟基磷灰石血管化,采用复合血管内皮细胞生长因子（VEGF）及内植血管束。方法采用新西兰大白兔为实验对象,将复合VEGF及内植股血管束的多孔羟基磷灰石放在兔的左侧大腿肌群内,不复合VEGF的多孔羟基磷灰石放在对侧进行对照,分别在术后1、2、3个月后处死动物,通过大体观察、墨汁灌注及组织学分析等方法进行观察。结果通过对术后1、2、3个月的观察,多孔羟基磷灰石内单位面积上血管数目增多,但复合血管内皮细胞生长因子和（或）内植血管束的多孔羟基磷灰石的增多在同期较对照组明显。结论复合VEGF及内植血管束能加速多孔羟基磷灰石血血管化。     

血管化器官芯片在模拟生理和病理过程中的应用

随着仿生化技术的发展,越来越多的体外模型被应用于模拟人体生理和病理过程。这些体外模型可以解决一些科学问题,例如,实时地、可视化地研究药物作用等。器官芯片作为一种体外模型,为基础科学和应用科学提供了新型的手段和方法。而血管化器官芯片作为一种特殊的器官芯片,能更好地模拟人体血管的结构和功能。本文概括了不同血管化器官芯片的结构和功能,分析了血管化器官芯片在模拟生理和病理过程中的应用,讨论了血管化器官芯片作为一种新型体外模型的优势与待解决的问题。最后,对血管化器官芯片的应用前景提出了设想与展望。     

人源性甲状腺类器官的构建、鉴定及体外培养方案的优化

目的：构建及鉴定人源性甲状腺类器官(Adult-derived thyroid organoid, ADTO)模型;优化ADTO的体外培养方案。方法：选取甲状腺乳头状癌（Papillary thyroid carcinoma, PTC）患者癌旁正常甲状腺组织,消化得到解离的甲状腺细胞,以基质胶包埋,设计并加入不同甲状腺类器官条件培养基,显微镜下记录和比较一代和二代ADTO形成率和出芽情况。H-E染色观察ADTO模型的组织病理学形态,免疫组化染色检测甲状腺特异标志物NKX2-1、PAX8和TG表达情况,评估ADTO模型与正常甲状腺组织的一致性。结果：从7例PTC患者的手术标本中成功建立8例ADTO模型。ADTO培养体系中,提高Noggin和EGF浓度以及联用多种小分子抑制剂后,一代和二代ADTO出芽更多,球体更大,类器官形成效率更高。HE染色显示,ADTO模型具有滤泡结构、腺体样结构,且滤泡腔内含有胶质,与人体甲状腺组织结构特征相似。免疫组化染色显示,甲状腺标志物NKX2.1、PAX8和TG阳性,与来源组织生物标志物特征一致。 结论：成人甲状腺组织构建ADTO模型稳定、可行,此模型将为再生医学治疗甲状腺功能减退症提供方向。     

体外反搏的生物力学效应与血管内皮功能

体外反搏通过反搏过程中产生的双脉动血流，加速动脉系统的血液流动，提高血流切应力，进而调控与血管内膜保护有关的细胞因子，产生对抗动脉粥样硬化的有益作用。本文简要总结近10年来本实验室在体外反搏与血管内皮细胞形态、功能关系方面的研究工作，重点阐述其血流动力学特点和对冠心病患者及实验动物血浆及组织中某些重要的生物活性物质的影响。单独体外反搏，或与其他治疗方法配合，可能成为一项有效的促进血管内皮细胞结构与功能修复的重要手段。与反搏作用相关的细胞分子基础及其信号转导途径尚有待进一步阐明。     

血管内皮细胞的功能与损伤机制的研究进展

血管内皮细胞为覆盖于血管内膜表面的单层扁平或多角形的细胞,它既是感应细胞又是效应细胞,不仅能感知血液中的炎性信号、激素水平、切应力、压力等信息,而且能通过分泌多种血管活性物质对这些信息作出反应。研究表明,内皮细胞的损伤及功能紊乱与多种疾病的发生密切相关,包括高血压、冠心病、糖尿病、慢性肾功能衰竭等。因此,深入探讨血管内皮细胞损伤的机制,对改善心血管疾病具有积极意义。