人类器官体外重构确实取得了重要突破。近日，清华大学航天航空学院邵玥团队与昆明理工大学白冰团队、北京华大生命科学研究院刘心、国科温州研究院林峰等合作，在人类胃器官早期发育机制与体外重构研究方面取得重要进展，相关研究成果于9月10日发表在国际期刊《自然》上。该团队利用人多能干细胞，首次在体外培养出一种包含胃底和胃窦双极分布的胃器官发育模型，命名为“类胃囊”。胃底和胃窦沿着胃的前后轴方向有序分布，分别承担分泌与消化功能，而这一非对称组织图式早在胚胎发育第五周就开始形成。过去20年来，科学界存在一个悖论，即经典发育生物学认为WNT信号沿前—后轴梯度是递增的，并以此调控各器官前后组织图式的分布，但胃的非对称发育必须依赖沿前—后轴梯度递减的WNT信号梯度。针对这一挑战，研究团队提出新思路，认为胃的前后非对称组织图式发育背后可能存在一个新型WNT信号中心。为探究这一假说，研究团队融合多学科思想和前沿手段，根据仿生学启发构建出模拟体内器官发育的三维环境，并采用“多谱系协同发育”的策略，成功培养出类胃囊。该模型重现了早期胃器官沿前—后轴的非对称组织图式发育，并在多个维度上展现出与人类及小鼠胃发育特征的高度相似性。此外，研究还首次揭示了神经组织是调控胃器官前后组织图式发育不可或缺的信号中心，其通过与胃上皮组织协同发育过程中的非对称几何关系，诱发了沿前—后轴递减的WNT信号梯度，是胃底—胃窦空间图式形成的关键因素。这一发现不仅解决了WNT信号梯度悖论，也为在体外构建高保真胃器官模型提供了新的原理和方法。同时，由于人类早期胚胎样本的匮乏与相关遗传学操作的伦理限制，类胃囊为研究人胃早期发育的调控机制提供了全新的实验平台。研究团队还基于类胃囊和神经信号中心理论，提出了“人工信号中心”驱动的“乐高式”发育重构策略，建立了微尺度组织定向组装技术，实现了对类胃囊中不同谱系的组织模块独立开展基因编辑。
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