食道構造(圖:everydayhealth)

日前美國辛辛那提兒童醫學中心的幹細胞及類器官醫療部門(Cincinnati Children’s Center for Stem Cell and Organoid Medicine)的研究團隊,成功於實驗室內以多能性幹細胞(pluripotent stem cells,PSC)培養出食道的類器官(organoid)。

該研究團隊在過去已成功利用相同技術,在實驗室培養出腸道、胃部、肝臟的類器官,但這是首次成功完整建構出食道的類器官。

食道疾病

食道為連接口腔與胃部的重要器官,全球目前估計約有數百萬人患有因食道病變引起的腸胃疾病,例如食道閉鎖(esophageal atresia)等先天基因缺陷的疾病會使食道發育不全而有致命的危險。此外,胃食道逆流(gastroesophageal reflux disease)及食道癌(esophageal cancer)也都缺乏全面的治療方式。

研究人員認為,藉由以 PSC 完整的培養出食道的類器官,能夠協助科學家更加瞭解其形成過程的基因及生化機制,並開發出更有效的腸胃疾病治療方法。

Sox2 基因

研究人員特別針對一組 Sox2 基因進行研究。過去的研究發現,在胎兒腸胃器官發展的重要階段時,這組基因能限制細胞特化為氣管細胞,使食道能夠完整的發展。因此,研究人員在試驗中將 Sox2 基因去除,試圖瞭解其對於食道發展的影響。試驗結果發現,在缺乏此基因的調節下,食道器官將會無法完整生長。

未來發展

研究團隊正在持續研究建構食道類器官的生物工程方法,讓這種生物技術得以發展得更加完善。參與研究的威爾斯博士(Jim Wells)表示,希望未來能夠透過此方法,更深入瞭解特定腸胃疾病在先天或後天發展的機制,並以此開發出更佳的治療方法。

 

參考資料:

  1. Trisno, S. L., Philo, K. E., Mccracken, K. W., Catá, E. M., Ruiz-Torres, S., Rankin, S. A., . . . Wells, J. M. (2018). Esophageal Organoids from Human Pluripotent Stem Cells Delineate Sox2 Functions during Esophageal Specification. Cell Stem Cell. doi:10.1016/j.stem.2018.08.008
  2. Scientists Grow Human Esophagus in Lab. (n.d.). Cincinnati Children’s
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