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类器官在疾病模拟和药物筛选中有极大的应用前景2024-05-16 08:38:18

2022年,Zhou等将心肌细胞作为synNotch信号发送细胞、内皮细胞作为synNotch信号接收细胞,分别构建了心肌细胞特异性表达synNotch配体的工具小鼠Tnnt2-mGFP,以及内皮细胞特异表达synNotch受体的工具小鼠Cdh5-αGFP-N-tTA。当心肌细胞与内皮细胞相互接触时,synNotch信号通路激活报告基因nLacZ的表达,证明该技术可在体内将细胞接触信息转变为遗传信号,且同样适用于其他组织中细胞相互作用的研究。

2022年,MichaelB.Elowitz等人在哺乳动物细胞中构建了受生长素调控的细胞通讯系统。工程化改造细胞通过响应局部环境中生长素信号感知细胞种群密度,实现细胞密度的自我控制。此外,作者引入iCasp9自杀系统,使部分对生长素不敏感的细胞发生凋亡,减少在长期定向筛选压力下产生的细胞逃逸反应。这种细胞种群感应控制系统有助于提高干细胞治疗的可控性和安全性。
 
类器官在疾病模拟和药物筛选中具有极大的应用前景。在生理情况下,器官功能也取决于相应的器官结构。例如,小肠粘膜表面的皱襞、绒毛和微绒毛极大的增加了小肠表面积,提高小肠消化吸收能力。因此,如何实现类器官的复杂结构仍是类器官研究领域的热点问题。合成生物学的发展为类器官培养提供了更多的工具。例如,利用synNotch受体系统可以实现特定的空间排列:通过叠加不同的synNotch受体系统,可以在2D或3D 培养中实现同心圆、同心球以及非对称的分层结构。随后,多种可调控细胞间黏附分子表达的工具已被开发,包括synNotch-cadherin、helixCAM和synCAM等。通过加载黏附分子元件实现可控的细胞重排为类器官结构优化提供了新的方向。
 
出自《合成生物学在干细胞工程化改造中的研究进展》作者:蔡冰玉,谭象天,李伟。