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心肺肝类器官疾病建模研究前沿进展2026-08-05 09:02:14

全基因组甲基化与转录组分析显示,类器官在分化过程中能重现胎儿大脑从早期至中期的基因表达动态,其中富含非CG甲基化的基因组区域与超级增强子重叠,这些区域在胎儿期活跃转录,而在产后发育阶段被抑制;同时,类器官中也检测到与人胎儿大脑一致的转录因子结合基序富集及启动子DNA甲基化模式,充分验证了该模型在表观遗传层面的可靠性。在阿尔茨海默病研究中,研究人员利用血清暴露模拟疾病中的血脑屏障损伤,成功在类器官中重现了β-淀粉样蛋白沉积、Tau蛋白过度磷酸化、突触功能受损以及星形胶质细胞免疫激活等一系列关键病理事件。

在C9ORF72突变相关的肌萎缩侧索硬化/额颞叶痴呆研究中,患者来源的iPSC类器官模型不仅再现了RNA焦点、二肽重复蛋白积聚等分子病理特征,还揭示了DNA损伤应答异常及早期的神经发育紊乱。诱导多能干细胞来源的心脏类器官已成为研究心脏疾病机制的关键模型,在疾病建模方面,研究者利用患者特异性iPSC结合CRISPR-Cas9基因校正技术,成功模拟了遗传性心脏病如扩张型心肌病与肥厚型心肌病的病理特征。
 
扩张型心肌病模型揭示了肌节蛋白TTN聚集导致蛋白质质量控制异常及单倍体不足等机制;肥厚型心肌病模型则证实MYBPC3突变可通过激活无义介导的mRNA降解通路致病,而MYH7突变则通过旁分泌信号激活间质细胞,促使胶原沉积和组织纤维化。多能干细胞可分化成2种类型的肺类器官模型,分别是肺类器官和芽尖前体类器官,其中肺类器官适用于模拟发育过程中上皮-间质相互作用,芽尖前体类器官则更适用于上皮细胞命运决定机制研究。笔者所在团队基于单细胞测序技术解析了猪肺发育过程中的关键细胞类型与调控机制,建立了从猪多能干细胞经定形内胚层、前肠前段内胚层至肺类器官的分化体系,并证明了NKX2-1过表达可显著促进肺类器官的诱导与成熟分化。
 
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。