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體外培育出人胎盤組織 助力研究病原體母嬰傳播
日期：2024-11-22 21:44
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摘要：在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)匹茲堡大學(xué)、亞利桑那州立大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)出一種基于細(xì)胞的人胎盤模型，這可能有助解釋導(dǎo)致出生缺陷的病原體如何從母體傳給未出生的孩子。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表Science期刊上，論文標(biāo)題為“A three-dimensional culture system recapitulates placental syncytiotrophoblast development and microbial resistance”。
論文通信作者、匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)與分子遺傳學(xué)副教授Carolyn Coyne博士解釋道，胎盤是一種復(fù)雜的人們知之甚少的器官，它將發(fā)育中的胎兒固定在**中，滋養(yǎng)著胎...
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)匹茲堡大學(xué)、亞利桑那州立大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)出一種基于細(xì)胞的人胎盤模型，這可能有助解釋導(dǎo)致出生缺陷的病原體如何從母體傳給未出生的孩子。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表Science期刊上，論文標(biāo)題為“A three-dimensional culture system recapitulates placental syncytiotrophoblast development and microbial resistance”。
論文通信作者、匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)與分子遺傳學(xué)副教授Carolyn Coyne博士解釋道，胎盤是一種復(fù)雜的人們知之甚少的器官，它將發(fā)育中的胎兒固定在**中，滋養(yǎng)著胎兒，并且提供一種屏障阻止感染母體的微生物傳播給胎兒。
她說(shuō)，“人胎盤是獨(dú)特的，不同于很多其他胎盤哺乳動(dòng)物。隨著我們的研究工具箱中加入這種新的模型，我們和其他的科學(xué)家們希望加快對(duì)胎盤的理解，研究它的功能，和了解它如何能夠阻止大多數(shù)（盡管不是全部）導(dǎo)致胎兒出現(xiàn)問(wèn)題的母嬰傳播?！?/span>
當(dāng)前，人們能夠獲得和研究胎盤細(xì)胞系，但是這些細(xì)胞并不能自發(fā)地融合，因此就不能產(chǎn)生特征性的人胎盤器官結(jié)構(gòu)。Coyne博士說(shuō)，一些科學(xué)家們研究被稱作人滋養(yǎng)層細(xì)胞（trophoblast）的細(xì)胞：它們是從胎兒出生后獲得的胎盤中分離出來(lái)的，但是它們不能進(jìn)行細(xì)胞分裂，而且它們更難獲得，也更難進(jìn)行基因操縱，因而就不能了解生化途徑在胎盤功能中發(fā)揮的作用。
Coyne博士的研究小組采取一種不同的方法：他們?cè)诿绹?guó)國(guó)家航空航天局開發(fā)的微重力生物反應(yīng)器系統(tǒng)中培養(yǎng)人胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞系。這些滋養(yǎng)層細(xì)胞是與血管細(xì)胞一起加入到小的葡萄糖珠（dextran bead）中，然后這些葡萄糖珠在含有細(xì)胞培養(yǎng)液的容器中旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生剪應(yīng)力和旋轉(zhuǎn)力，這就比靜態(tài)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)更好地模擬母胎界面（maternal-fetal interface）中的環(huán)境。
因此，這些細(xì)胞相互融合，從而形成合胞體滋養(yǎng)層（syncytiotrophoblast），因而更加類似于人胎盤組織絨毛狀結(jié)構(gòu)*外層中的主要細(xì)胞。接下來(lái)，研究人員通過(guò)讓他們開發(fā)的體外胎盤模型接觸病毒和剛地弓形蟲（Toxoplasma gondii）---一種在貓糞便中發(fā)現(xiàn)的寄生蟲，能夠?qū)е铝鳟a(chǎn)、胎兒感染、先天性**和/或生命后期的殘疾---來(lái)測(cè)試它的功能性質(zhì)。
論文作者、匹茲堡大學(xué)生物科學(xué)副教授Jon P. Boyle博士說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)在我們的系統(tǒng)中形成的合胞體滋養(yǎng)層再現(xiàn)了天然形成的細(xì)胞的屏障性質(zhì)，它們抵抗病毒和三種存在基因差異的弓形蟲蟲株的感染。利用這種模型，我們能夠利用不同的生物學(xué)因子開展實(shí)驗(yàn)以便觀察是什么因子可能允許傳染性病原體穿過(guò)胎盤屏障到達(dá)胎兒那里?！?/span>
他補(bǔ)充道，理解胎盤可能有朝一日導(dǎo)致科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)方法來(lái)阻止所謂的TORCH病原體---弓形蟲、風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒、I型和II型單純皰疹病毒---感染帶來(lái)的胎兒損傷。
研究人員正開始利用他們的模型來(lái)測(cè)試寨卡病毒（Zika virus）和其他的與先天性**相關(guān)聯(lián)的病原體是否能夠感染胎盤細(xì)胞和/或穿過(guò)胎盤屏障。
論文通信作者、匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)與分子遺傳學(xué)副教授Carolyn Coyne博士解釋道，胎盤是一種復(fù)雜的人們知之甚少的器官，它將發(fā)育中的胎兒固定在**中，滋養(yǎng)著胎兒，并且提供一種屏障阻止感染母體的微生物傳播給胎兒。
她說(shuō)，“人胎盤是獨(dú)特的，不同于很多其他胎盤哺乳動(dòng)物。隨著我們的研究工具箱中加入這種新的模型，我們和其他的科學(xué)家們希望加快對(duì)胎盤的理解，研究它的功能，和了解它如何能夠阻止大多數(shù)（盡管不是全部）導(dǎo)致胎兒出現(xiàn)問(wèn)題的母嬰傳播?！?/span>
當(dāng)前，人們能夠獲得和研究胎盤細(xì)胞系，但是這些細(xì)胞并不能自發(fā)地融合，因此就不能產(chǎn)生特征性的人胎盤器官結(jié)構(gòu)。Coyne博士說(shuō)，一些科學(xué)家們研究被稱作人滋養(yǎng)層細(xì)胞（trophoblast）的細(xì)胞：它們是從胎兒出生后獲得的胎盤中分離出來(lái)的，但是它們不能進(jìn)行細(xì)胞分裂，而且它們更難獲得，也更難進(jìn)行基因操縱，因而就不能了解生化途徑在胎盤功能中發(fā)揮的作用。
Coyne博士的研究小組采取一種不同的方法：他們?cè)诿绹?guó)國(guó)家航空航天局開發(fā)的微重力生物反應(yīng)器系統(tǒng)中培養(yǎng)人胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞系。這些滋養(yǎng)層細(xì)胞是與血管細(xì)胞一起加入到小的葡萄糖珠（dextran bead）中，然后這些葡萄糖珠在含有細(xì)胞培養(yǎng)液的容器中旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生剪應(yīng)力和旋轉(zhuǎn)力，這就比靜態(tài)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)更好地模擬母胎界面（maternal-fetal interface）中的環(huán)境。
因此，這些細(xì)胞相互融合，從而形成合胞體滋養(yǎng)層（syncytiotrophoblast），因而更加類似于人胎盤組織絨毛狀結(jié)構(gòu)*外層中的主要細(xì)胞。接下來(lái)，研究人員通過(guò)讓他們開發(fā)的體外胎盤模型接觸病毒和剛地弓形蟲（Toxoplasma gondii）---一種在貓糞便中發(fā)現(xiàn)的寄生蟲，能夠?qū)е铝鳟a(chǎn)、胎兒感染、先天性**和/或生命后期的殘疾---來(lái)測(cè)試它的功能性質(zhì)。
論文作者、匹茲堡大學(xué)生物科學(xué)副教授Jon P. Boyle博士說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)在我們的系統(tǒng)中形成的合胞體滋養(yǎng)層再現(xiàn)了天然形成的細(xì)胞的屏障性質(zhì)，它們抵抗病毒和三種存在基因差異的弓形蟲蟲株的感染。利用這種模型，我們能夠利用不同的生物學(xué)因子開展實(shí)驗(yàn)以便觀察是什么因子可能允許傳染性病原體穿過(guò)胎盤屏障到達(dá)胎兒那里?！?/span>
他補(bǔ)充道，理解胎盤可能有朝一日導(dǎo)致科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)方法來(lái)阻止所謂的TORCH病原體---弓形蟲、風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒、I型和II型單純皰疹病毒---感染帶來(lái)的胎兒損傷。
研究人員正開始利用他們的模型來(lái)測(cè)試寨卡病毒（Zika virus）和其他的與先天性**相關(guān)聯(lián)的病原體是否能夠感染胎盤細(xì)胞和/或穿過(guò)胎盤屏障。
