多能干细胞来源与类器官技术基础发展2026-08-05 08:59:03
多能干细胞的主要来源可分为两类:胚胎干细胞与诱导多能干细胞。胚胎干细胞源自早期胚胎,具有无限增殖和多向分化的能力,能分化成所有3个胚层的细胞,是疾病与再生医学研究的基石。然而,其应用长期受伦理问题的制约。这一瓶颈的突破源于2006年Takahashi和Yamanaka的开创性工作,他们通过导入特定转录因子,将体细胞重编程为诱导多能干细胞。iPSC不仅拥有与ESC类似的自我更新和多能性,成功解决了伦理困境,并能提供几乎无限的、可追溯至特定个体的多能干细胞系,从而为精准医学研究开辟了全新途径。类器官技术标志着体外模型研究的一次革命性飞跃,与传统的二维培养相比,其核心优势在于能够通过三维培养体系模拟细胞在自然状态下的生长微环境。该术语最初于1946年被用于描述类似于器官的畸胎瘤,但其现代定义则更为精确,特指由原代组织或多能干细胞在体外自组装形成的三维结构,这些结构能够模拟源器官的复杂细胞组成、空间构架及部分功能。根据细胞来源,类器官主要可分为两大类:一是由成体干细胞衍生,例如2009年Sato等利用“LGR5+肠道干细胞”培育出的首个上皮类器官,为领域奠定了基础;二是由多能干细胞分化而来。
在众多来源中,多能干细胞源类器官展现出独特的巨大潜力。其被青睐的主要原因有3个:首先,iPSC可通过体细胞重编程获得,规避了ESC相关的伦理争议。其次,iPSC技术使得从任何特定个体获取细胞成为可能,能够构建大规模、个性化的疾病模型。尤为重要的是,研究发现iPSC衍生的类器官在发育阶段上更接近于胎儿组织而非成人组织,这一特性使其成为研究胚胎发育事件和器官发生的优秀系统。最后,iPSC具有无限增殖和多向分化的能力,能够构建那些难以从成体组织中获取干细胞的复杂器官模型,例如脑、肾等类器官仅被证明可由iPSC成功生成。
出自《多能干细胞源类器官研究进展》作者李雪婷,李剑南,华进联。
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