类器官之父最新Cell：成功创建包含所有关键胰腺细胞的新型类器官

摘要：2009年，荷兰 Hubrecht 研究所的Hans Clevers等人使用来自小鼠肠道的成体干细胞培育出首个肠道类器官，开创了类器官研究时代。此后，Hans Clevers 成立了类器官技术孵化公司 Hubrecht Organoid Technology

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

2009年，荷兰 Hubrecht 研究所的Hans Clevers等人使用来自小鼠肠道的成体干细胞培育出首个肠道类器官，开创了类器官研究时代。此后，Hans Clevers 成立了类器官技术孵化公司 Hubrecht Organoid Technology ，并成功孵化了多家类器官研究公司。自2009年以来，类器官领域研究成果不断，许多新型类器官和更复杂的类器官不断涌现，为新药研发、精准治疗、再生医学等领域带来了更强大的工具。

胰腺有两个主要的作用：帮助消化食物和控制血糖水平。对于这两种任务，胰腺需要使用不同类型的细胞来完成。研究人员通过观察类器官来研究胰腺是如何工作的。然而，到目前为止，大多数类器官通常只存在一种类型的细胞，这使得我们更难从整体上理解胰腺。

因此，研究人员希望能够构建一种包含真实胰腺中含有的所有细胞类型的胰腺类器官，从而研究这些细胞之间的相互作用，更深入地了解胰腺发育。

2024年12月2日，Hans Clevers教授团队等在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：Long-term in vitro expansion of a human fetal pancreas stem cell that generates all three pancreatic cell lineages 的研究论文。

该研究成功构建了一种全新的胰腺类器官——人类胎儿胰腺类器官（hfPO），其包括了胰腺中所有的三种关键细胞类型（腺泡细胞、导管细胞、内分泌细胞），这是以前的胰腺类器官无法实现的。该研究还发现了一种表达全新的干细胞——LGR5+三潜能干细胞，能够分化为胰腺的三种关键细胞类型。

这项研究为胰腺的早期发育提供了更清晰的视图，帮助我们更好地了解胰腺，并有助于我们在未来开发治疗胰腺疾病的新方法。

胰腺包含三种主要的细胞类型：腺泡细胞（Acinar cell）、导管细胞（Ductal cell）和内分泌细胞（Endocrine cell），这些细胞类型中的每一种都发挥着至关重要的作用。其中，腺泡细胞释放有助于分解食物的酶，导管细胞形成通道将酶运送到肠道，最后，内分泌细胞产生胰岛素等激素来控制血液中的血糖水平。

在在这项最新研究中，研究团队从妊娠8-17周的胎儿胰腺样本中构建了18个人类胎儿胰腺类器官（hfPO）系。其中4个来自15-16周样本的hfPO，在优化培养条件下呈指数级扩增，可产生全部三种胰腺细胞类型——腺泡细胞、导管细胞和内分泌细胞。

hfPO的建立

在构建的胰腺类器官中，研究团队通过单细胞RNA测序（scRNA-Seq）在胎儿胰腺和hfPO中发现了一种罕见的新型干细胞，其表达LGR5蛋白，这些LGR5 + 细胞与成人胃肠道干细胞共享多个生物标志物，在体外，单个LGR5 + 类器官来源的细胞衍生的类器官具有发育成所有三种细胞类型（腺泡细胞、导管细胞、内分泌细胞）的独特能力，而且能发挥这些细胞类型的预期功能。