重要生命器官组织工程研究

组织、器官的丧失或功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一,也是引起人类疾病和死亡的最主要原因。如何从根本上解决组织、器官缺损或功能障碍,也已成为科学界特别是生命科学领域所要积极探索的国际性前沿课题。组织工程的最终目的是工程化生产可以用于替代人体不可逆损伤的、功能退化的组织和器官,使更多的患者得到及时治疗,为根本解决人体重要生命器官的疾病带来新的途径,从而提高人类的健康水平和生活质量。经过研究人员20余年的不懈努力,组织工程研究领域取得了长足的进步。其中,重要生命器官的组织工程研究目前已经成为组织工程研究领域的热点和焦点,并且针对心脏、肝脏、肾脏、胰腺等重要生命器官的组织工程研究正在不断取得突破。该文从干细胞定向可控分化、功能化支架材料仿生制备、重要生命器官体外构建与应用以及基于快速成型和微制造技术的器官精准设计与制造等方面,综述了国内外重要生命器官组织工程研究最新进展及相关的产业化情况,希望为重要生命器官组织工程研究和产业化开发提供一定的参考。     

类器官在临床医学中的应用和研究进展

类器官是具有三维结构、高度保留来源组织器官特性的体外3D类组织培养物.类器官的兴起和发展为临床医学提供了一项重要的工具.患者源性类器官可以作为模拟和研究疾病模型,帮助临床医生更好地理解相关疾病病理生理,并制定相应的治疗策略;肿瘤患者类器官可以为药物筛选提供更准确的平台,帮助和指导临床医生为癌症患者选择最合适的治疗方案,提高患者临床预后.本文将介绍类器官在临床医学中的应用和研究进展.     

骨类器官的构建及应用进展

骨骼疾病如骨质疏松、骨关节炎等已成为重要的人类健康问题,需要更深入地了解相关疾病的发病机制并开发更有效的治疗方法。由于2D细胞培养和动物实验等常规研究方法的局限性,近年来发展的类器官技术受到了极大关注。类器官作为干细胞衍生的自组织3D细胞簇,可以在体外更真实地模拟组织器官的复杂结构和生物功能。目前间充质干细胞、多能干细胞等衍生的骨类器官已逐步建立,不仅为疾病建模、药物筛选和生理病理基础研究提供了良好平台,还有望为骨缺损修复带来新希望。现对不同骨类器官模型的构建及主要应用进行概述,同时讨论了骨类器官培养面临的挑战,并对其未来发展进行展望,为构建结构功能更完善的骨类器官并将其应用于生物医学研究提供参考。     

类器官在再生医学中的应用

类器官是干细胞在体外基质材料支撑条件下培养出来的一种三维微器官,与来源组织器官高度相似。类器官技术为基础研究、药物筛选、再生医学等领域提供了一个新的强大的研究模型和技术手段。再生医学的目的是帮助组织或器官恢复其正常的生理功能,通过与组织工程或基因工程相结合,类器官为再生医学提供了新的移植物来源。该文将介绍类器官在再生医学中的应用,并讨论该领域发展过程中所面临的主要挑战。     

Hippo通路与肿瘤相关性研究进展

Hippo通路对控制组织器官大小以及细胞增殖、凋亡有着重要的调节作用。研究表明,Yes相关蛋白作为Hippo通路转录共激活因子,参与了肿瘤的发生发展过程,其过表达可促进细胞的恶性转化。研究Hippo通路在癌症发生发展中的作用及机制将为肿瘤的预防和治疗提供新的思路。     

小型猪在异种移植中的应用前景

很早以前,人们就认识到,人体健康或生命之所以不能维持,往往不是机体所有器官受到损害,而是由于部分组织或个别生命重要器官丧失功能所致,因而产生了更换受损组织或器官的设想。为了实现用新的器官替换功能低下器官的愿望,19世纪的欧洲即已开始尝试器官移植的相关实验研究。然而,人源供体器官异常短缺,许多患者在等待器官的过程中死亡,这使人们将目光转向了异种移植,     

组织工程的诞生与发展——组织工程连载之一

传统器官移植受到器官来源、伦理以及机体免疫排斥等方面的限制而难以满足临床治疗需要。为了应对不断的挑战,组织工程得以诞生和发展。最初组织工程的含义是联合使用细胞、支架材料和生物活性因子以促进组织的修复和再生方面的研究和应用,随着研究的深入组织工程的概念得到不断发展。现代组织工程学是一门利用工程学和生命科学的原理,研究和开发具有生物活性的人工替代物,以维持、恢复或提高人体受损组织的功能的交叉学科。自诞生20多年来,组织工程的发展大致经历了三个阶段。再生医学是现代临床医学的重要分支,与干细胞和组织工程具有密切的联系。组织工程是完美的组织器官再生,是再生医学的关键研究领域,体现了再生医学的主要发展方向。再生医学的理论和技术方法促进了组织工程的发展。     

胃癌类器官的建立及应用研究进展

胃癌是常见的消化系统恶性肿瘤,其发病率与死亡率高,预后差。目前,由于缺乏表征胃癌发生发展特性的研究模型,胃癌发病机制研究与治疗药物的开发受到一定限制。类器官是一种干细胞来源的三维培养的细胞群,具有多细胞组装、自我更新的活体组织特性。可传代扩增的胃癌类器官研究模型,能够保持基因组稳定性与肿瘤异质性,模拟肿瘤微环境,弥补了传统细胞与动物模型的不足。该文综述了胃癌类器官的建立方法及其在胃癌发病机制探究、肿瘤微环境模拟、胃癌相关基因功能检测、药物敏感性筛选以及胃癌个体化治疗方面的最新进展;此外还讨论了类器官在胃癌研究中的优势与不足,为揭示胃癌发病机制、研发胃癌防治药物提供模型参考。     

微重力条件下细胞培养和组织工程研究进展

随着空间生命科学研究的发展,人们将细胞、组织培养技术与微重力环境相结合产生了组织工程研究的一个新领域——微重力组织工程。模拟微重力条件下细胞培养和组织构建研究表明,微重力环境有利于细胞的三维生长,形成具有功能的组织样结构,培养后的三维组织无论从形态上还是基因表达上都更接近于正常的机体组织。这种微重力对细胞的作用效应,将可能为未来组织工程和再生医学研究提供一条新途径。该文概述了近十年来国内外微重力组织工程相关研究的最新进展。     

基于组织工程研究的可降解支架材料选择策略

目前,器官或组织移植是治疗器官衰竭或大范围组织缺损唯一长期有效的方法,但存在供体短缺、免疫排斥等问题。组织工程技术作为一种潜在的替代治疗方法,支架材料的选择是其中具有决定意义的组成部分。组织工程支架材料按其来源可分为天然及其改性修饰材料、人工合成与复合支架材料3种。组织工程目的就是修复临床上的病损组织或器官,并达到较理想的结构和功能的恢复。因此组织工程支架也必须从基本性质上具有一定的仿生化结构及功能,即"活"支架,这样才能彻底代替病损组织或器官。通过多种支架材料的优化组合(即材料的复合),对材料进行表面改性、制备工艺优化及添加细胞因子缓释微球等技术,模拟病损器官组织的特性及周围环境,有望打开组织工程的新局面。理想的组织工程支架应当以临床需要为根本目的,依靠材料学、分子生物学、工程学等多学科间的交叉研究,取各家之长,优化配比组合,达到仿生的目的。本课题组前期工作已经将骨髓间充质干细胞体外诱导分化为胆管上皮样细胞,并设计出左旋聚乳酸/聚己内酯共聚物(PLCL)胆道支架,内部混有包含生长因子的纳米缓释微球,供细胞因子的远期释放,支架内表面涂有基质胶/胶原混合层,且胶内加入bFGF、EGF,提供诱导因子的早期释放。将诱导细胞与PLCL胆道支架复合,制备组织工程胆管。文中综述了现存各类支架材料的研究状况,简单介绍了制备工艺、表面修饰等影响支架性能的因素,力求探索组织工程支架材料的选择策略。     

组织器官通讯对骨骼肌发育的作用及调控机制研究进展

骨骼肌是动物机体最重要的器官之一,研究骨骼肌发育调控机制对于肌肉相关疾病的诊断以及家畜肉质的改善都有着重要意义。骨骼肌发育调控是一个复杂的过程,受到大量肌肉分泌因子和信号通路的调节。此外,为了维持体内代谢稳态并最大限度地利用能量,机体协调多个组织器官形成了复杂而又精密的代谢调控网络,对于调控骨骼肌发育也发挥着重要的作用。随着组学技术的发展,人们对于组织器官通讯的潜在机制进行了深入研究。本文综述了脂肪组织、神经组织、肠道等组织器官通讯对于骨骼肌发育的影响,以期为靶向调控骨骼肌发育提供理论基础。     

人羊膜上皮细胞具有胚胎干细胞和移植免疫耐受等优良特性

干细胞具有自身复制和多向分化的潜能,在体内能够维持组织器官形态和生理功能的稳态,并具有修复外伤和病理引起的损伤的作用。故而,近年来在细胞生物学以及再生医学研究领域倍受重视。可以预见,干细胞在细胞治疗、组织工程、器官修复等方面的临床应用,将有广泛的前景和市场潜力;同时在遗传、发育、分化、调亡等生物学问题研究以及新药开发、药效学和毒性评估等方面,也有着广泛的科学探索和实际应用价值。干细胞研究必将成为生命科学研究的主战场和生物经济最为活跃的     

体外诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞分化的研究

肝脏是体内最重要、最复杂的器官之一,是机体物质代谢的核心,具有生物分化和免疫等重要功能;同时,肝脏也是一个极易受损伤的器官,病毒、肿瘤等会导致肝脏功能的缺损甚至累及生命;而随着肝移植技术的发展,肝细胞移植有望成为治疗肝功能衰竭的一种新方法。干细胞是一类具有自我更新、增殖和分化能力,特别是具有向肝脏干细胞、肝细胞及血管内皮细胞分化潜能的一类细胞,因而干细胞有望成为肝组织工程新的种子细胞来源。因此,本文对骨髓间充质干细胞的分离、培养,定向诱导肝细胞的影响因素以及应用前景等几方面的内容进行了总结。     

间充质干细胞衰老基础的研究进展

间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)是再生医学领域和组织工程领域研究应用最广泛的成体干细胞。MSCs不仅随着机体的衰老而衰老，而且MSCs的衰老也被认为是引起机体衰老的主要原因，是许多衰老相关退行性疾病的重要诱因。干细胞治疗的发展为衰老相关疾病的治疗带来了新的方向，然而体外扩增过程中供体细胞容易出现衰老，影响治疗效果，制约临床发展与应用。因此，该文针对MSCs衰老基础研究进行综述，为加快MSCs临床转化提供参考。     

人工智能驱动生命科学研究的发展态势

随着技术的不断发展和数据的持续积累,人工智能在生命科学领域发挥越来越重要的作用。目前,人工智能已经应用于分子、细胞、系统和个体等多层面的生命系统研究,为科研人员提供了强大的工具和方法,提高了研究效率和准确性;同时,也为生命健康、动物科学、工业科学和农业科学等领域提供了新的解决方案。本文旨在探讨人工智能驱动生命科学研究的发展态势,重点介绍近年来人工智能在生命科学领域的最新进展,分析其在生命科学研究中面临的机遇和挑战,并提出相关建议。     

慢性肾功能衰竭的治疗现状及研究前景

CRF是威胁人类健康及生命的常见病之一,近年来平均每年以约8%的速度在增长。依靠慢性肾功能衰竭肾脏母体及机体的再生潜能在脱细胞基质支架上修复重建肾脏结构与功能,这将是慢性肾功能衰竭治疗的一种全新的途径。而去细胞基质在组织工程、干细胞及再生医学的大量应用为解决组织器官的修复和重建等难题带来了希望。本文就目前CRF的治疗现状及、肾脏组织工程研究前景进行简要综述。     

消化系统类器官研究进展

类器官是一种近年来新发展的细胞三维培养系统。类器官与真实器官的三维结构相似,并具有自我更新和再现组织来源等特点,从而能够更好地模拟真实器官的功能。类器官为研究器官发生、再生、疾病发病机制以及药物筛选提供了一个崭新的研究和应用平台。消化系统在人体内发挥着重要功能,目前已成功建立多种消化器官的类器官模型。本文就近年来味蕾、食管、胃、肝和小肠类器官的研究进展及相关应用进行综述,并对这几种类器官的应用前景进行展望。     

探讨生物制造工程的相关原理及其方法

生物制造工程运用现代制造科学与生命科学的原理及方法,通过细胞受控来组建全新的器官和甚至血管,从而对人体的病损组织和器官进行修复。本文主要详细的阐述了生物制造工程的相关原理及其方法,从生物制造工程相关概念性原理和特点,当前国内外研究内容和进展,以及未来生物制造工程技术发展方向都给予了全面的分析,以供参考。     

组织工程与生物材料

介绍了组织工程的原理、研究现状,以及相关生物材料的基本概念和生物材料的发展概况。指出目前组织工程的研究为生物材料提供了极大的发展机会,认为可降解生物材料是组织工程用支架材料的研究重点,未来组织工程相关生物材料的发展方向是仿生化和智能化,组织工程学的发展将会促进材料的发展．并将由此产生巨大的社会效益和经济效益。     

类器官领域发展现状及展望

类器官技术的出现与快速发展极大的提升了人造组织器官的制造水平,拓展了其应用范围,同时也为生物医药行业的发展带来全新机遇。对类器官相关技术、应用和产业发展现状进行分析,显示目前类器官技术正处于爆发期,组织器官结构和功能的模拟水平不断提高,在血管化等核心瓶颈问题的攻关方面也不断取得突破,而其与器官芯片融合产生的类器官芯片技术更是极大地提升了该技术的应用能力。目前,类器官作为一种生物模型,在生物医学科研、临床治疗及药物研发中均已展现出可观的应用前景,尤其是在药物研发领域,相关产业体系正在逐渐成型,发展进程快速推进。未来随着相关技术瓶颈的攻克以及商业资本进一步涌入,类器官领域必将孕育更广阔的发展空间,进而助力生物医药行业的创新发展。