文献解析
干燥综合征(Sjögren’s disease,SjD)是一种慢性自身免疫疾病,主要影响中年女性,导致口干和眼干,但其发病机制尚不清楚。
唾液腺作为重要的外分泌腺体,在维持口腔功能方面发挥着关键作用,包括润滑、消化、免疫和稳态。
人类口腔中有三对主要唾液腺和约600到1000个小唾液腺,后者常用于干燥综合症(SjD)的诊断。传统的二维细胞培养存在基因不稳定性和表型改变的问题,而三维类器官技术能够更好地再现原始组织的细胞异质性和功能。
文献来源
北京大学第三医院赵振民团队在《Chemical Engineering Journal》上发表题为“Establishment of human minor salivary gland organoids in laminin-GelMA hydrogel from healthy individuals and Sjögren’s disease patients” 的研究性论文。
研究成功建立了来自健康个体和SjD患者的小唾液腺类器官,采用了人工层粘连蛋白-GelMA水凝胶,支持类器官的长期生长,并保留了与实际小唾液腺相似的结构和分泌功能。
项目研究
研究团队首先在特定的培养基中建立了hMSG类器官,保留了其多样的细胞组成,表达腺体特异性标记物并有效维持腺体的结构和功能,能在体外传代和维持较长时间(约3个月)。
进一步,研究人员利用层粘连蛋白-GelMA水凝胶来培养hMSG类器官,表现出类似于基质凝胶的生长刺激潜力,可实现大规模的类器官扩张,使其有利于更广泛的类器官发育和损伤组织的移植。
通过DAPT(Notch通路抑制剂)处理,类器官的空间分布和成熟结构得到了改善,表现出更明显的基底细胞(CK5标记)和腔内细胞(CK7标记)的分离。DAPT还促进了腺体功能蛋白AMY1的表达,并通过PAS和Alcian blue染色显示了粘液分泌的增加。功能实验表明,DAPT处理的类器官在神经刺激下表现出明显的肿胀,表明其功能成熟。
将成熟的人类小唾液腺(hMSG)类器官移植到部分缺陷NSG小鼠下颌腺中,结果表明,hMSG类器官不仅在小鼠体内存活超过两个月,还保持了腺体的分泌功能,显示出其在治疗因疾病或放疗引起的唾液腺功能障碍方面的潜力。
此外,单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析揭示了来自健康个体与SjD患者的hMSG类器官的异质性,在培养过程中,SjD患者来源的hMSG类器官(SjD ORG)唾液分泌能力减弱、紧密连接松散、平滑肌收缩减少。KEGG分析IFN-JAK-STAT信号通路在SjD ORG中富集,于是作者探究了托法替尼(Tofacitinib,JAK-STAT通路抑制剂)对干燥综合症(SjD)类器官的影响,突出了托法替尼在改善SjD相关病理特征方面显示出治疗潜力。
研究结论
本研究成功地从健康个体和SjD患者的hMSG中开发出了类器官,采用层粘连蛋白-GelMA水凝胶的培养微环境,在不同传代中保留其结构标记、组织特异性表达、功能和遗传稳定性。
此外,本研究揭示了hMSG类器官在SG损伤中的修复潜能,强调其在检测抗SjD药物中的应用,提示托法替尼可作为SjD治疗的候选药物,为未来其治疗潜力的探究提供了依据。
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原文引用
“In order to track the organoids in vivo, the organoids were transfected with a CMV-GFP-Luc lentivirus (GM-0220IV02, Genomeditech, Shanghai).
After transfection, organoids expressing green fluorescent protein were chosen to transplant into the SMG-defective region of NSG mice, where partial SMG tissue was is removed by surgery.”
文献原文
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158257
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