陈建苏、唐仕波团队最新研究效果:?视网膜类器官恒久作育及应用
视网膜类器官(organoid)是使用包罗胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)和诱导多醒目细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)经特定作育而形成的细胞群集物,其结构和功效类似对应的视网膜组织。为了战胜种属差异和其他动物实验的缺陷,泉源于人类或者患者的类器官手艺替换动物实验越来越受到重视,成为国际上研究和研发的热门。视网膜类器官可以用于视网膜组织的生物学、疾病病理学、细胞生物学、再生气制、干细胞移植、精准医疗以及药物毒性和药效试验,应用潜力重大。
然而通例类器官难以实现尺度化、均一化恒久作育,倒霉于后续的临床转化,成为类器官研究与应用的难题。为了构建能够大量发生异质性小、携带多种视网膜细胞新一代视网膜类器官,中南大学尊龙凯时学院、尊龙凯时研究所陈建苏教授、唐仕波教授团队使用3D打印手艺对视网膜类器官的作育模具举行个性化定制,首次自主设计并构建了基于3D打印泉源的适合视网膜类器官作育的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微孔模具平台,相关研究获得业界的高度认可,取得了以下效果:
1、于2023年4月揭晓在工程手艺Q1的Top期刊Biofabrication(doi: 10.1088/1758-5090/acc761. 影响因子:11.06)。其中陈建苏教授和唐仕波教授为配合通讯作者,博士研究生孙玺皓为第1作者。
论文基于3D打印模具视网膜类器官作育系统,具有62个V型的小型作育孔,可以实现视网膜类器官的一站式恒久作育(见下图)。
在作育历程中无须对类器官举行重复地转移及分。冉谠剂搜芯空叩氖奔,又降低了视网膜类器官的异质性。与传统的视网膜类器官作育要领较量,在该平台中发生的视网膜类器官,巨细均一,活性好。在此基础上,论文首次发现在PDMS平台中视网膜类器官泛起一种特殊的粘附3D克隆群集生长状态,可以不通过通例视网膜类器官需要添加的转化生长因子超家族成员之一的BMP4及视网膜色素上皮细胞相关诱导,便可以在早期匀称地发生携带有视网膜色素上皮细胞(RPE)、睫状缘干细胞(CM)和视网膜神经层(NR)的视网膜类器官(见下图)。
随后通过使用人血小板裂解液取代胎牛血清,建设了基于PDMS微孔平台无外源性动物添加剂的一站式类器官作育流程,有利于后续的临床转化。另外,通过外接微流控平台,也可以在体外模拟血管的灌注微流控作育,实现一站式恒久动态作育匀称一致的视网膜类器官。
2、其他:相关手艺在揭晓文章前研究团队申请发现专利一项,现在已公示(一种三维类器官灌流作育用具,CN115197842A)。博士研究生孙玺皓投稿2023年4月美国视觉与眼科年会(ARVO): One-Stop Assembly of Adherent 3D Retinal Organoids from Human Induced Pluripotent Stem Cells based on PDMS Microwell Chip,这一研究效果也被选为大会专题讲话,向全球眼科同志举行宣布。
新一代基于3D打印模具一站式视网膜类器官恒久作育系统,战胜了传统视网膜类器官难以实现尺度化和均一化恒久作育的瓶颈问题,可以在较少人工干预的条件下,大量发生同质性并携带含视网膜祖细胞等多种视网膜细胞的视网膜类器官,特殊有利于将其临床应用于视网膜疾病模子及其药物筛选和视网膜类器官移植等新手段和新手艺治疗难治性视网膜疾病。本研究以尊龙凯时研究所为研究平台,研究受到国家自然科学基金委员会(NSFC)及香港研究资助局(RGC)团结科研资助基金(NSFC-RGC, 32061160469, N_CUHK432/20))、广东省科技妄想项目粤港澳团结创新领域(2021A0505110005)和尊龙凯时医院集团科研项目的资助。
论文链接:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36963105/