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使用小鼠多功能幹細胞培養更逼真的皮膚模型

2018/02/22 @國際

使用小鼠多功能幹細胞培養更逼真的皮膚模型

 雖然目前已開發各種模仿真實皮膚的方法,但仿真度始終不足。哺乳類的真實皮膚由20種或更多功能不同的細胞構成,但現有的模仿組織卻只有包含其中一部分,且沒有一種能夠長出毛髮。

 哺乳動物的毛囊(hair follicles,HFs)在胚胎發育期間由表皮和真皮之間的細胞相互影響而產生。在一般的動物模型中可通過多功能幹細胞(pluripotent stem cells,PSCs)分開培養成角質細胞(keratinocytes)和纖維母細胞(fibroblasts),再將兩種細胞結合。而美國的印第安納大學(Indiana University)醫學院開發了3D小鼠胚胎幹細胞培養系統(three-dimensional (3D) mouse embryonic stem cell (mESC) culture),並用來培養皮膚類器官(organoid)與模仿內耳分化,了解表皮細胞如何產生囊腫;但研究人員發現此方法還能產生具有類似毛囊的小型皮膚組織,毛囊的產生與分化有賴於表皮與真皮細胞的共同發展,此兩類細胞必須以特定的方式一起生長,才能使毛囊發育。使用肉眼觀察會發現皮膚細胞團看起來像帶毛的球體,漂浮於培養基中,毛囊向四面八方向外生長,如蒲公英種子。

 皮膚類器官本身由三或四種不同類型的真皮細胞和四種類型的表皮細胞組成,比過往開發的皮膚組織更接近小鼠的真實皮膚。雖然研究小組還無法確定類器官表面上的毛髮屬於何種類型,但此技術可幫助創造更好的皮膚類器官模型,未來可用於藥物測試或是觀察觀察皮膚癌的發展等作業。

 相關研究發表於Nature、Nature Protocols和Cell Reports

 

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