鈞慧創(chuàng)新|基于自組裝的人源血管化心臟類器官的體內(nèi)外心臟疾病模擬方法
來源：鈞慧管理員 發(fā)布時間:2023-09-22
鈞慧團隊聯(lián)合華西醫(yī)院鐘治暉教授課題組，在BioRxiv網(wǎng)站上在線發(fā)表了最新研究成果的預印本，“ Self-assembly vascularized human cardiac organoids model cardiac diseases in petri dishes and in mice”
（https://doi.org/10.1101/2023.08.26.554935）
在這項研究中，鈞慧團隊利用小分子化合物調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號通路，從人多能干細胞中生成自組裝心臟類器官(Cardiac organoids, COs)。由此產(chǎn)生的COs具有多種心臟特異性細胞系和心腔樣結(jié)構(gòu)，并在體外表現(xiàn)出自主搏動和血管形成的能力。
(COs自主搏動)
(分化出心外膜等結(jié)構(gòu))
鈞慧團隊進一步利用這些復雜且具有功能性的COs來模擬人類心肌梗死模型和SARS-CoV-2刺突蛋白誘導的心肌纖維化模型。無論是體外還是體內(nèi)模型，均準確地模擬了這些疾病的病理特征。
（心肌梗死模型：氧糖剝奪模型COs表現(xiàn)出細胞凋亡的特征）
此外，鈞慧團隊將COs移植到NOD SCID小鼠中，觀察到它們在小鼠體內(nèi)存活并表現(xiàn)出持續(xù)性擴張的特征。在移植75天后，這些COs不僅建立了血管樣結(jié)構(gòu)，而且還與宿主小鼠的血管系統(tǒng)相結(jié)合；移植后的COs直徑發(fā)育到8毫米，略大于小鼠心臟的尺寸。這項創(chuàng)新性研究體現(xiàn)了我們體外培養(yǎng)的心臟類器官具有研究心血管疾病的巨大潛力。
(COs的皮下移植)
(PT-COs有心外膜標志物（WT1）和血管內(nèi)皮細胞標志物（CD31）的表達)
人源類器官具有三維結(jié)構(gòu)和細胞內(nèi)微環(huán)境，能很好地模擬人體器官的結(jié)構(gòu)和功能。因此，人源類器官模型已成為研究疾病機制和在臨床前研究中進行高通量藥物篩選的最佳工具。最近，美國食品及藥品管理局(FDA)出臺的相關(guān)文件表明，在人體試驗之前，接受類器官研究的臨床前研究結(jié)果。
（FDA不再要求藥物進行動物試驗，類器官迎來契機）
由于人源類器官可以作為臨床試驗的“零階段”，能夠在Ⅰ期臨床試驗之前對候選藥物進行評估，從而降低成本并節(jié)省時間，提高藥物開發(fā)的整體效率，這為利用人源類器官進行更有效的臨床前研究提供了極好的機會。鈞慧生物在心血管領(lǐng)域建立了一套全面的臨床前藥物評價平臺，涵蓋了從體外類器官模型到大小動物模型的各個環(huán)節(jié)。這一平臺的推出，極大地促進了心血管領(lǐng)域藥物在研發(fā)過程中的臨床轉(zhuǎn)化率。通過更精確地評估候選藥物的潛在效果和安全性，研發(fā)人員可以更早地篩選出最有希望的候選藥物，并將其推向臨床試驗和市場。這不僅縮短了藥物開發(fā)周期，還降低了研發(fā)成本，從而加速了新藥的上市進程。
