新分子工程技术助力复杂类器官诞生

一种新的分子工程技术能够精准地影响类器官的发育。

由特定折叠的 DNA 制成的微珠被用于在组织结构内部释放生长因子及其他信号分子。

这产生了远比以前复杂的类器官，它们能更好地模拟相应的组织，并且细胞组合也更真实。

来自“定制 3D 物质”卓越集群的一个跨学科研究团队开发了此项技术，该团队成员来自海德堡大学的有机体研究中心、分子生物学中心、该校的生物定量中心以及海德堡的马克斯·普朗克医学研究所。

类器官是源自干细胞的微型、类似器官的组织构造。它们被用于基础研究，以获取关于人类发育的新见解或者研究疾病的发展。

“直到现在，都还无法从这类组织结构的内部去控制其生长，” 有机体研究中心（COS）的医师科学家卡西安·阿夫廷博士说道。

“利用这项新技术，我们如今能够精准地明确在生长着的组织里，关键的发育信号在何时何地得以释放，” 海德堡大学分子生物学中心（ZMBH）和海德堡马克斯·普朗克医学研究所的生物技术专家兼博士生托比亚斯·沃尔特强调。

由生物学家、医生、物理学家和材料科学家组成的跨学科研究团队构建了微观层面上很小的 DNA 珠子，这些珠子能够‘装载’蛋白质或其他分子。这些微珠被注入到类器官当中，一旦暴露在紫外线下就会释放其‘货物’。这使得生长因子或其他信号分子能够在发育组织内部的任何特定时间和位置进行释放。

研究人员将装载着 Wnt 信号分子的微珠精确地插入日本青鳉鱼的视网膜类器官组织中，以此对该过程进行测试。

他们首次成功诱导了视网膜色素上皮细胞——即视网膜的外层——在神经视网膜组织的附近形成。

由于信号分子的局部释放，我们得以实现更逼真的细胞类型混合，进而比传统细胞培养更贴近地模拟鱼眼的天然细胞构成，

据科学家所言，DNA 微珠能够灵活适配，在各类培养组织中运输众多不同的信号分子。

“这为打造具有更高细胞复杂性和组织性的类器官开辟了新的可能性，”约阿希姆·维特布罗特教授博士说道，他与戈普弗里希教授共同指导了这项研究工作。

“更复杂的类器官模型可以加速对人类发育和疾病的研究，并有可能推动更好的基于类器官的药物研究，”这位海德堡发育生物学家说道，他的研究小组位于 COS。