中國的研究人員展示了一種新方法,能夠將成人的人類脂肪組織轉化為功能性器官類器官,無需分離幹細胞或進行基因重編程。這一方法可能顯著簡化實驗室生產組織的過程,從而促進疾病研究和治療用途。研究顯示,經過特定處理和培養的脂肪組織,可以自我組織成類似骨髓、胰島,甚至神經組織的結構。這些器官類器官展現出功能行為,而不僅僅是結構上的相似性。
與傳統的器官類器官方法依賴於誘導多能幹細胞或胚胎幹細胞不同,這一新技術完全避免了單細胞解離的步驟。研究人員使用完整的微脂肪組織,保留其自然的細胞多樣性和微環境。這項工作的主導機構為上海交通大學醫學院及上海醫療整形外科研究所,研究人員將這一方法形容為更簡單、更具可擴展性,並且可能更加臨床相關。
這一方法的核心是團隊所稱的重聚微脂肪(reaggregated microfat,簡稱 RMF)。人類脂肪組織被處理成小顆粒並懸浮培養,允許細胞在無需過度操作的情況下重新組織和分化。通過這種方法,研究人員生成了代表所有三個胚層的器官類器官:中胚層、內胚層和外胚層。這意味著單一的組織來源理論上可以產生多種器官類型。
其中一個最引人注目的結果是創建人化骨髓器官類器官。當 RMF 顆粒被植入免疫缺陷小鼠時,它們經歷了內軟骨化並形成了類骨結構,並伴隨著血管和內層小窩。這些骨髓器官類器官能夠支持人類造血。人類造血幹細胞成功地嵌合、增殖和分化,緊密模擬了人類骨髓的功能。這類模型可能為研究血液疾病、免疫系統疾病和骨髓衰竭提供一個強大的新平台,而無需依賴稀缺的供體組織。
團隊還展示了內胚層分化,通過產生分泌胰島素的胰島器官類器官。通過四階段的分化方案,RMF 組織被引導進入胰腺發展路徑。結果顯示,這些器官類器官在葡萄糖刺激下增加了胰島素分泌。當移植到糖尿病小鼠體內時,胰島器官類器官迅速血管化並在實驗期間恢復了正常的血糖水平。
除了中胚層和內胚層組織,研究人員還顯示 RMF 也可以推向外胚層命運。RMF 顆粒形成神經球,並分化為神經元和膠質細胞,表達與神經幹細胞及成熟神經組織相關的標記。綜合以上發現,研究表明成人脂肪組織的發展靈活性遠超以往的認知。
通過避免複雜的幹細胞分離和基因工程,RMF 策略可能降低與器官類器官生產相關的技術障礙和成本。由於脂肪組織豐富且易於獲取,這一方法可能加速再生醫學的轉化研究。研究人員認為,脂肪衍生的器官類器官最終可能支持糖尿病、血液疾病和神經疾病的治療,同時也為藥物測試提供更具人類相關性的疾病模型。




