发布时间:2022-11-23 10:20 原文链接: 类器官发育指标首次定义

  近日,德国和奥地利的联合科研团队首次定义了器官发育的指标,揭示了组织中三维结构的连通性和结构的出现之间的联系,将有助于科学家设计模仿人体器官的自组织组织。

  人体器官具有复杂的充满液体的管路和环路网络。它们具有不同的形状,并且不同器官的三维结构彼此之间的连接也不同。这方面的一个例子是肾脏的分支网络架构,它支持高效的血液过滤。由于缺乏概念和工具,人们很难理解器官发育过程中形状和复杂组织网络是如何产生的。

  现在,德国马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所、复杂系统物理研究所和奥地利分子病理学研究所的科学家们首次定义了器官发育的指标。他们提供了必要的工具,将类器官(微型器官)领域转变为一门工程学科,以开发人类发展的模型系统。

  研究团队利用成像技术研究来自小鼠胚胎干细胞的类器官,这些起屏障作用的类器官形成复杂的上皮细胞网络。

  从类器官研究组织发育有很多优势:与整个组织不同,类器官可用先进的显微镜技术观察,揭示组织深处的动态变化。此外,人们还可创建许多类器官并控制它们的环境以影响它们的发育过程。因此,研究人员能够研究上皮的形状、数量和连接。他们观察了类器官内部结构随时间的变化,发现系统会产生令人惊讶的内部结构,其中有许多环路或通道,就像一个带孔的玩具球。

  研究人员发现组织中的连接是由两个不同的过程形成的:要么是两个独立的上皮细胞融合,要么是单个上皮细胞通过将其两端连接在一起而自身融合,从而形成一个环。根据上皮表面理论,研究人员认为上皮细胞的刚性可能是控制上皮融合从而控制组织网络发展的关键参数。

相关文章

新开发心脏类器官系统可模拟胚胎心脏发育

美国科学家开发了一种人类心脏类器官系统,可以模拟妊娠期糖尿病样情况下的胚胎心脏发育。这些类器官涵盖了在小鼠和人类妊娠期糖尿病引起的先天性心脏病的特征。研究表明,内质网应激和脂质失衡是导致这些疾病的关键......

遗传发育所鉴定出小麦穗发育的转录调控因子

小麦是重要的粮食作物之一。小麦的产量主要由亩穗数、千粒重和穗粒数决定。穗型结构影响小麦的小穗数、穗粒数和产量,是育种改良地重要的选择性状。挖掘小麦穗发育重要调控因子与解析分子调控机制,对小麦穗型的分子......

动物模型或被“抛弃”,类器官如何成为临床研究新宠儿?

近84年来,美国《联邦食品、药品和化妆品法》要求任何用于人类的药物在进行人体临床试验之前,都必须在动物身上进行测试。如今这个规则已被改写,美国总统乔·拜登签署法案,新药不需要在动物身上进行试验即可获得......

前沿|利用类器官指导胰腺癌新疗法开发,科学家让老药再焕生机

在过去的几十年里,人类彻底改变了一些疾病的治疗格局,尤其是在遗传性疾病和癌症治疗领域,各类创新疗法的诞生使得一些原本被认为是不治之症的疾病也有了治愈的可能。不过,到目前为止,新药开发依然不是一件容易的......

CellStemCell:科学家有望利用类器官模型识别并开发新型潜在的胰腺癌疗法

KRAS突变(主要是G12D和G12V),主要存在于90%以上的胰腺导管腺癌(PDAC)病例中,近日,一篇发表在国际杂志CellStemCell上题为“Apancreaticcancerorganoi......

水生所在鱼类诱导型原始生殖细胞理论和技术方面获进展

原始生殖细胞(primordialgermcell,PGC)是精子和卵子在胚胎期的祖先细胞(progenitorcell),是遗传物质代际传递的细胞载体。因此,PGC是开展基因编辑和转基因等遗传操作的......

类器官电子混合计算系统可识别语音

美国科学家报告了一种由电子硬件和一个大脑类器官组成的混合计算系统,可以执行如语音识别和非线性方程预测等任务。这一研究凸显出一种可能的方法,或可克服现有计算硬件的一些限制。相关研究12月12日发表于《自......

机器与类器官混合计算系统诞生

《自然·电子学》12日报告了一种由电子硬件和一个大脑类器官组成的混合计算系统,可执行如语音识别和非线性方程预测等任务。这一研究凸显出一种方法,或可克服现有计算硬件的一些限制。近年来人工智能对算力的需求......

焦建伟研究组及合作团队解析人脑发育时空图谱及规律

作为人类最复杂的器官,脑在解剖学上被划分为不同的区域,包括端脑(主要由新皮层(Cor)构成),间脑(Dien),中脑(Mid)以及小脑(Cere)等。这些不同脑区具有特殊的输入输出连接,发挥各种重要的......

类器官模型揭示大脑多巴胺系统秘密

一次畅快的跑步、一杯清晨的咖啡,一块香喷喷的饼干……这些令人愉悦的时刻都归因于神经递质多巴胺的释放。多巴胺由我们大脑神经网络中的神经元释放,称为“多巴胺能奖赏通路”。据5日发表在《自然·方法》杂志上的......