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肠道类器官
文章数:32篇
肠内分泌细胞分化
Science:类器官+CRISPR,找出控制人类肠内分泌细胞分化的关键因子
肠内分泌细胞(EEC)位于胃肠道上皮,产生各种参与代谢调控的激素。不同EEC谱系的分化是由专门的转录因子网络控制的。然而,由于从成体干细胞分化EEC的效率很低,很难搞清这个调控网络的组成和机制。Science最新发表的一项研究,利用人肠道类器官和CRISPR基因敲除筛选系统,对调控成人EEC谱系分化的转录因子进行了大规模无偏鉴定,发现一个此前功能未知的锌指蛋白转录因子ZNF800,在EEC谱系分化中发挥主导作用,处于内分泌转录因子网络的上游位置。这项工作展示了优化人类类器官在基于CRISPR的功能筛选中的价值潜力,为鉴定人类肠道生理学和病生理学中的其他调节因子铺平了道路。
肠内分泌细胞分化
转录因子
肠道类器官
CRISPR
人类肠道类器官
Nature子刊:研究胃肠道免疫的类器官新工具
免疫系统以及免疫-上皮互作在胃肠道稳态维持、抵御病原体、免疫耐受等过程中发挥着重要作用。实验小鼠模型被广泛用于肠道免疫的研究,但与人之间还存在实质性差异。而人类肠道类器官(HIOs)通常也无法充分反应免疫系统的复杂性。美国辛辛那提儿童医院医学中心研究人员近日在Nature Biotechnology发表文章,报道了具有功能性人体免疫组织的下一代HIOs体内模型,通过将HIOs移植到具有人源化免疫系统的小鼠中,获得了具有发育中人类肠道免疫景观和响应微生物暴露功能的组织,或可应用于免疫-上皮互作以及过敏、感染性肠道疾病等研究。
人类肠道类器官
研究论文
免疫系统
M细胞
肠道类器官
肠道类器官
肠道类器官技术揭示,IL-22对于潘氏细胞形成是必需的
IL-22在肠道病理生理学中的作用尚存争议。Cell Stem Cell上发表的一项最新研究结果,通过优化人小肠类器官的培养,发现IL-22-mTOR信号轴对于潘氏细胞的形成是必需的,且IL-22可诱导所有细胞类型的宿主防御基因表达。
肠道类器官
IL-22
研究论文
基础研究
类器官
人结肠干细胞
人LGR5+结肠干细胞单细胞测序分析
一直以来对于干细胞的认知有两种,一种认为干细胞是一类细胞周期活跃的细胞,在不断的进行分裂和更新,一种认为干细胞属于静息期细胞,几乎不进入细胞周期或者增殖速度非常的缓慢。但是对于小鼠肠道LGR5+干细胞的研究证实了第一种说法,即小鼠的肠道干细胞是一类处于活跃细胞周期的细胞。然而近年来有研究显示,不同于小鼠LGR5+肠道干细胞,人类的LGR5+肠道干细胞是增殖标记Ki67阴性的,但是究竟这类细胞是处于静息期的细胞还是细胞周期低活跃度的细胞尚不清楚。近期一篇发表在Gastroenterology的研究工作,通过单细胞测序分析以及结合肠类器官和人肠道干细胞移植的方法证实人肠道LGR5+干细胞有部分是属于静息期的细胞,该静息期受到TGF-β信号的调控,这些细胞在肠道损伤后修复中发挥重要的作用。这些研究结果进一步证实了人类肠道LGR5+干细胞是属于静息期细胞并探究了其在损伤后再生中的作用。
人结肠干细胞
LGR5+p27+
G0期
单细胞测序分析
TGF-β信号
CRISPR-Cas9
Nature子刊:CRISPR-Cas9 介导的肠道类器官基因敲除
人类肠道组织衍生的类器官,是胃肠道研究的强大体外模型。对其进行基因修饰,可以对肠道疾病所涉及的基因功能和生物过程以及胃肠道和供体段的特定功能有新的认识。Nature Protocols发表的文章,提供了一个详细的实验策略,使用CRISPR-Cas9基因组编辑系统,通过慢病毒转导和单细胞克隆,可敲除肠道类器官中感兴趣的基因。
CRISPR-Cas9
基因敲除
肠道类器官
小鼠结肠炎模型
Nature子刊:如何将肠道类器官移植到结肠炎小鼠模型中?
类器官细胞可以移植到体内,用于疾病建模和作为再生医学的临床前工具。Nature Protocols发表的研究,详细描述了如何将上皮细胞类器官移植到受体小鼠的结肠中。在这个实验中,通过使用硫酸葡聚糖钠,在结肠远端诱导上皮损伤,并通过肛门将类器官注入管腔空间。注入的器官随后附着在受伤区域并重建供体来源的上皮。该方法为其他结肠损伤模型后的移植提供了技术基础。
小鼠结肠炎模型
肠道类器官
器官移植
再生医学
glucagon-like polypeptide 1 (Glp-1)
Cell子刊:肠促胰岛素GLP-1的分泌机制
胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种肠促胰岛素,由表达前胰高血糖素的肠内分泌细胞(L细胞)分泌,并被二肽基肽酶4(DPP4)迅速降解。长效GLP-1类似物和DPP4抑制剂已被开发用于治疗2型糖尿病(T2D)。T2D的潜在替代治疗策略是通过调节内源性GLP-1分泌。然而,参与调节内源性GLP-1分泌的因素和途径仍不完全清楚。发表在Cell Reports上的一项研究证实了G蛋白偶联受体Gpr17介导的信号通路在肠上皮中与GLP-1分泌和糖代谢调节相关的作用,表明肠道Gpr17是糖尿病和肥胖干预的潜在靶点。
glucagon-like polypeptide 1 (Glp-1)
糖代谢
肠道内分泌细胞
G蛋白偶联受体(GPCRs)
肠道类器官
寄生虫感染
利用肠道类器官模型研究寄生虫感染的致病机制
十二指肠贾第虫感染是全球范围内的胃肠道疾病的主要原因之一。来自Gastroenterology上发表的一项最新研究,基于人十二指肠活检样本来源的三维类器官,构建了二维肠道上皮模型,发现十二指肠贾第虫感染可调控肠道上皮的转录应答,并通过激活cAMP-PKA通路及调节紧密连接结构,从而诱导肠道屏障功能受损。
寄生虫感染
研究论文
基础研究
肠道类器官
十二指肠贾第虫
生物材料
国家纳米中心:碳纳米管促进肠道类器官发育
工程碳纳米管(CNT)作为有益的生物材料对肠道的生物效应,特别是对其发育的影响,仍然不清楚。近期,国家纳米科学中心的陈春英和崔雪晶作为共同通讯作者,在ACS Nano发表研究,表明CNT可作为一种生物材料用于促进肠道类器官的发育,在肠道相关组织工程方面或有应用前景。
生物材料
肠道类器官
基础研究
肠道类器官
Nature子刊:如何进行肠道类器官与微生物的共培养?
Nature Protocols近期发表的文章,详细描述细菌和类器官共培养的方法步骤,并讨论了通过RNA和DNA测序评估细菌对基因表达和突变的影响时需考虑的因素。该方案需要标准的哺乳动物组织培养设备,细菌或病毒培养,以及显微注射设备。推荐专业人士阅读!
肠道类器官
类器官与微生物共培养
类器官与病毒共培养
肠道干细胞
Cell子刊:维持小肠上皮稳态,需要持续的Lgr5+肠干细胞库
此前有动物研究表明,Lgr5+ 肠干细胞(ISC)在小肠稳态的维持中并不是必须的,其功能可以由其他的干细胞或祖细胞来替代。但Cell Reports近期发表的研究却显示,维持小肠上皮的完整性需要Lgr5+ ISC库的持续存在,当Lgr5+ ISC出现缺失时,非Lgr5+的肠隐窝细胞可通过细胞重编程来补充Lgr5+ ISC库。
肠道干细胞
小肠上皮
肠道类器官
肠道类器官
北大团队:研究肠上皮损伤后再生的类器官模型
类器官是研究器官组织发育和疾病的重要体外模型,然而,传统的类器官模型主要代表的是自组织干细胞及其衍生物的稳态情况。Cell Research近期发表了来自北京大学邓宏魁、徐君、李程与研究团队的文章,报道了一种方法,能构建研究肠上皮损伤后再生的类器官模型,并揭示了两种表观遗传调节因子在调控肠道损伤后再生过程中的关键作用和机制。
肠道类器官
肠上皮再生
表观遗传
肠道类器官
Nature Reviews:关于肠道类器官研究的3大进展(年度回顾)
肠道类器官包含有所有种类的肠道功能上皮细胞,能较大程度模拟肠道组织,故也称之为“迷你肠”(mini-gut)。这些肠道类器官可被广泛应用于炎症性肠病、肠道损伤再生、肠癌等多种肠道疾病的研究。发表在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上的一篇年度回顾,重点介绍了2020年发表的3项关于肠道类器官的研究(https://www.mr-gut.cn/papers/read/1051722356)(https://www.mr-gut.cn/papers/read/1078683050)(https://www.mr-gut.cn/papers/read/1085409281),表明肠道类器官在肠道疾病研究方面的巨大应用价值。未来,或可利用肠道类器官来解决更复杂的生物学问题,如组织再生和免疫微环境等。
肠道类器官
IL-17信号通路
基因突变
colibactin
SARS-CoV-2
肠道类器官
Nature:用类器官研究肠道再生中的关键通路
Nature发表的一项最新研究中,研究者开发了一个基于肠道类器官的筛选平台,通过研究靶点明确的化合物对类器官表型的影响,绘制了调控肠道发育和再生的遗传互作图谱,并发现视黄酸代谢在维持肠道再生和稳态的平衡中有重要作用,而类视黄醇X受体的抑制剂能促进小鼠的肠道再生。
肠道类器官
Cellular imaging
intestinal stem cells
Multicellular systems
肠上皮再生
肠道类器官
构建可灌注血管化结肠类器官
3D类器官通常缺乏血管形成及灌注,限制了其重现器官生理特征的能力。Advanced Materials上发表的一项最新研究,设计了一种名为IFlowPlate微流控系统,可用于在体外构建可灌注血管化的结肠类器官。该研究基于IFlowPlate平台,成功构建了具有先天性免疫功能的结肠炎症模型。未来,IFlowPlate或可用于筛选潜在的治疗靶点,或建立相关的疾病模型。
肠道类器官
colon
hydrogels
Microfluidics
Organoids
迷你肠道
Nature:“迷你肠道”——下一代类器官助力肠道研究
类器官是研究组织器官生理和功能的前沿模型,但是目前的类器官基本都是封闭的囊性结构,且存活期较短,限制了其研究应用。Nature发表的一项新研究报道了一种新的类器官培养方法,通过支架微芯片引导肠道干细胞形成类似肠道的管形类器官。这种“迷你肠道”可以长期保持稳定,并拥有与真实肠道相似的细胞类型多样性、结构和功能,也可以支持微生物的定植,或是研究宿主-微生物互作等许多肠道相关问题的好模型,其中用到的培养技术对于其它的类器官研究也有借鉴价值。
迷你肠道
Biomedical engineering
intestinal stem cells
Morphogenesis
Organogenesis
1型天然淋巴细胞
Nature子刊:ILC1驱动肠上皮细胞与基质的重塑
肠上皮细胞(IEC)与天然淋巴细胞(ILC)及其相互作用是肠道屏障的重要组成部分,炎症性肠病(IBD)患者的肠炎病灶处存在1型ILC(ILC1)积累,但IEC与ILC1的相互作用及其在IBD中的意义尚不清楚。Nature Materials近期发表的一项研究通过肠道类器官、合成水凝胶共培养系统等方法,揭示了ILC1促进肠隐窝生长和胞外基质重塑的作用,而ILC1在肠道炎症病灶处的积聚可能是驱动肿瘤发生和纤维化等IBD不良预后的潜在原因。
1型天然淋巴细胞
生物材料
肠道屏障
肠道类器官
水凝胶
表观遗传
Nature:特定菌群产物可活化HDAC3,促进肠道损伤修复
共生菌群对宿主的影响体现在很多方面,包括通过表观遗传来调控宿主细胞功能。Nature最新发表了来自美国辛辛那提儿童医院医学中心的研究,发现肠道菌群代谢膳食植酸产生的三磷酸肌醇等代谢物,可拮抗丁酸对肠道组蛋白脱乙酰酶3(HDAC3)的抑制作用,诱导HDAC3的活化,从而促进肠上皮细胞增殖和肠道损伤修复,或能用于改善炎症性肠病。HDAC3作为重要的表观遗传调控因子,可接收多种菌群和饮食信号,连接宿主生理和环境。
表观遗传
菌群代谢产物
肠道菌群
膳食植酸
三磷酸肌醇
新型冠状病毒
香港大学:当心新冠肺炎病毒的粪口传播
2019年12月新型冠状病毒(SARS-CoV-2)在中国武汉出现。截至2020年5月15日,2019年冠状病毒疾病确诊病例数(COVID-19)已超过440万(注:新冠病毒命名为SARS-CoV-2,新冠肺炎疾病命名为COVID-19)。SARS-CoV-2与2003年引起非典疫情的严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)具有遗传相似性,两者属于同一个分支(clade)。中华菊头蝠(Rhinolophus sinicus)被认为是SARS-CoV的天然宿主。然而由于缺少可用于研究蝙蝠病毒的实验室模型,蝙蝠冠状病毒的研究受到了很大的局限。《Nature Medicine》上的一项研究发现,SARS-CoV-2可在蝙蝠和人肠道类器官中定植和复制,且在部分冠状病毒患者粪便中检测到病毒RNA,表明人体肠道可能是SARS-CoV-2的传播途径之一。但根据现有证据,粪口传播似乎并不是新冠肺炎传播的主要传播方式,其在新冠肺炎病毒传播中的地位和作用仍有待进一步研究。
新型冠状病毒
肠道类器官
SARS virus
Virus–host interactions
SARS-CoV-2
肠道类器官
肠道类器官:模拟饮食-微生物-宿主相互作用的新途径(综述)
饮食模式、肠道菌群失调和肠道微生物代谢产物在肠上皮细胞的动态平衡和结直肠癌等疾病的进程中起着关键作用;但目前解释饮食-微生物-宿主关系的模型很大程度上仅限于动物模型。近期Trends in Endocrinology and Metabolism发表了一篇介绍肠道类器官在体外模拟胃肠道环境中的作用。肠道类器官对微生物和肠道微生物代谢产物的响应,可为机制解释、病理研究和疾病风险预防提供新途径,弥补动物实验在解释饮食-微生物-宿主关系时存在的局限性。
肠道类器官
综述
营养
Yidan Wang
Zihua Zhao
结直肠癌
Nature:基因毒性大肠杆菌导致大肠癌的新证据
Colibactin存在于携带pks毒力基因岛的大肠杆菌中,是近两年来研究得比较多的促大肠癌细菌产物。研究显示,Colibactin具有基因毒性,可导致DNA双链断裂,从而引起宿主细胞基因突变,但由其造成的基因突变究竟具有哪些特征尚不清楚。Nature上周上线的一项最新研究,以人类肠道类器官作为研究模型,首次从基因突变特征的角度为这类大肠杆菌与大肠癌之间的因果性关联,提供了直接的支持性证据,为防治大肠癌提供了新的参考信息。值得注意的是,传统益生菌大肠杆菌Nissle 1917中也存在pks毒力基因岛,而且有研究显示该菌的某些益生作用与pks存在关联,提示该益生菌的长期安全性还需要进一步研究。
结直肠癌
cancer genetics
Cancer microenvironment
Cancer models
intestinal stem cells
组织工程
小肠的修复与再生的生物工程方法(综述)
小肠具有复杂的结构和功能,其再生和修复是尚未攻克的难题。Biomaterials近期发表综述,从小肠组织结构和发育的基础知识、小肠再生的主要细胞来源、组织工程和体内体外模型等方面,详细介绍讨论了小肠再生和修复的研究进展和生物工程方法,推荐专业人士参考。
组织工程
gastrointestinal tract
organoid
Tissue engineering
stem cells
肠道类器官
Nature子刊:利用iPSC产生肠道类器官
利用人诱导多能干细胞(hiPSC)产生肠道类器官,有助于在体外模型中研究肠道疾病。Nature Communications上发表的一项最新研究,报道了一种在无血清培养条件下,利用hiPSC产生肠道类器官,以构建体外疾病模型并用于药物筛选的方法。
肠道类器官
肠道类器官
人诱导多能干细胞
疾病模型
Wnt信号通路
利用肠道类器官研究Wnt信号通路(综述)
Trends in Cell Biology上发表的一篇综述文章,详细介绍了近年来利用肠道类器官,在Wnt信号通路的研究中所取得的最新进展,包括Wnt信号通路的调控机制、Wnt信号通路组分的关键突变、利用患者来源的肠道类器官预测其对治疗的应答等,并讨论了现有研究存在的缺陷及未来的潜在研究方向。
Wnt信号通路
intestinal organoids
Wnt pathway
applications
organoid morphology
肠道类器官
Nature:单个干细胞如何发育为肠道类器官
对称性消失是肠道类器官发育的重要环节。《Nature》近期发表研究,发现从单个干细胞向类器官发育是一个组织再生过程,需要转录因子YAP1的调控,涉及Notch-DLL1通路活性的空间差异性。该结果强调了YAP1在感知组织稳态中的核心作用,也指出了Notch通路在组织发育、稳态调节中的双重功能。
肠道类器官
肠道干细胞
类器官发育
Notch信号通路
Lawrence C McCandless
肠道类器官
新型类器官助力肠上皮研究
《Cell Reports》近期发表研究,报道了一种逆转人类肠类器官上皮细胞极性的新技术,可以使细胞顶端向外生长,基底细胞向里生长。该模型有助于研究病原体结合宿主细胞的位点和作用方式,对于研究细菌-宿主互作具有重要参考价值。
肠道类器官
细菌-宿主互作
Listeria
salmonella
apicobasal polarity
肠内分泌细胞分化
Cell:跟踪肠内分泌细胞分化的新方法
肠内分泌细胞的分化过程和特点一直缺乏深入研究。Cell发表的一项最新研究提供了一种实时跟踪肠分泌细胞分化、转录变化的技术,并利用该技术不仅追踪了肠内分泌细胞分化进程,并发现了至少6种新的细胞调控因子,对研究肠分内泌细胞的分化、动态变化过程具有重要借鉴价值。
肠内分泌细胞分化
基因敲入
基因敲除
单细胞测序
肠道类器官
肠道干细胞
何伟奇等:IL22在肠上皮修复中双向作用
苏州大学剑桥-苏大基因组资源中心何伟奇团队和哈佛医学院团队合作,在《Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology》上发表研究,发现IL22促进过渡扩增细胞增殖,但减少Lgr5+干细胞,该过程涉及Wnt和Notch信号通路的抑制。该结果指出了IL-22在调节肠上皮细胞增殖中的双向作用,值得参考。
肠道干细胞
Interleukin 22
Enteroid
intestinal stem cell
Transit-Amplifying Cell
肠道类器官
Nature子刊:IL-2可诱导人肠道类器官的体外成熟
用人多能干细胞衍生的肠道类器官(hIO),是研究肠道发育和疾病的模型,但此前尚缺乏在体外培育成熟的方法。Nature Communications发表的最新研究,发现与T细胞共培养可诱导hIO的体外成熟,并进一步解析了背后的分子机制。这项研究在很大程度上拓展了用人肠道类器官进行体外药物筛选、基因编辑、建立疾病模型等研究的可能性,值得专业人士关注。
肠道类器官
人多能干细胞
体外分化
白介素-2
STAT3信号
类器官
Nature子刊:用小肠和肺类器官研究隐孢子虫感染
隐孢子虫是造成腹泻及儿童死亡的主要原因。在Nature Microbiology上发表的一项最新研究中,通过构建人体小肠类器官及肺类器官中的隐孢子虫感染模型,分析了在感染过程中隐孢子虫及宿主上皮细胞中的转录组动态变化。
类器官
寄生虫
肠道类器官
肺类器官
转录组