Nature：科學家在培養皿中誘導出有消化作用的人類胃組織

科學家用多能幹細胞在培養皿中生成能產生酸和消化酶的人類胃組織。1月4日，他們在Nature上在線報道了他們的研究結果。這些美國辛辛那提兒童醫院醫學中心的研究人員從胃的本體/基底區域培養組織。這項研究是在他們獲得胃的激素生成區（胃竇）兩年後進行的。

這一發現意味著研究人員現在可以培養人類胃部的兩個部分來研究疾病，建立新的治療方法，並以前所未有的方式理解人類的發展和健康。

通訊作者Jim Wells博士說：「現在我們可以培養胃竇和本體/基底型的人胃迷你器官。這讓研究人胃組織生理上是如何相互作用的，如何對感染、損傷和藥物治療的反應不同而成為可能。胃癌是全世界癌症相關死亡的第三個主導因素。」

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通訊作者有一系列腸胃道類器官的成果

Well實驗室的研究包含了從2010年開始的一系列發現：運用人的多能幹細胞（hPSC）來構建人的胃腸部，使用這些組織來分析人類胃腸道疾病的原因和治療方法。其中包括了2016年11月21日出版的Nature Medicine：科學家用腸道神經系統產生人體腸道。這些功能強大的組織能夠吸收營養物質並表現出蠕動，使食物從胃腸道一端向另一端移動的腸肌收縮。

Well實驗室的主要焦點是研究胚胎髮育過程中器官如何形成。包括食道，胃，胰腺和腸。Well和他的同事們已經在為像單基因糖尿病和Hirschsprung病的遺傳形式的疾病找到新的治療方法上特別感興趣。

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從胃在胚胎中如何發育開始研究

目前研究中遇到的一個主要挑戰是缺乏對胃在胚胎髮育過程中正常形成的基本知識。

Well解釋道：「直到我們首先確定胃在胚胎中是如何正常形成前，我們在培養皿中都沒有辦法構建人的胃組織。」為了填補這一空白，研究人員用小鼠研究了胃的胚胎髮育背後的遺傳學。

在這樣做時，他們發現了一種基本的遺傳通路（Wnt /β-catenin）在小鼠胃本體/基底區域的發展中起著至關重要的作用。在此之後，研究者在培養皿中調節Wnt /β-catenin促進從多能幹細胞形成人的基底類器官。

研究作者隨後進一步完善了這一過程，確定了驅動關鍵胃基底的細胞類型形成的其它分子信號通路。這些包括主要的產生一個關鍵的消化酶——胃蛋白酶的細胞，被稱為胃壁細胞。胃壁細胞分泌幫助消化的鹽酸和內在因子幫助腸道吸收維生素B12，這是製造血細胞和保持健康的神經系統的關鍵。

Well說，在培養皿中幹細胞形成胃基底組織大約需要六周。

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研究成果轉化方向

研究人員現在計劃研究組織工程產生的人胃類器官通過移植到小鼠模型，來模擬人類的胃疾病的能力。特別是，Well和他的合作者辛辛那提大學的Yana Zavros博士，想探討基底類器官感染幽門螺桿菌後的反應。因為幽門螺桿菌引起慢性胃炎、胃潰瘍，是胃癌發生髮展的主要危險因素。

胃類器官也可用於和腸類器官相結合，研究人體如何控制適當的消化和營養物質的吸收，以及各種其它影響胃腸道的醫學狀況：包括胃腸動力障礙、炎症性疾病、藥物吸收研究和研究有益的（益生菌）、以及有害的微生物。

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