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类器官系列小知识(Ⅷ)——类器官的构建与应用(鼻、咽)

类器官系列小知识(Ⅷ)——类器官的构建与应用(鼻、咽) 一米生物
2023-10-12
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类器官的构建与应用——鼻、咽


呼吸系统(Respiratory System)是人体与外界环境进行气体交换的器官系统。鼻、咽喉和气管等通称为呼吸道,鼻腔、口腔、咽、喉为上呼吸道,气管、各级支气管和肺构成下呼吸道。呼吸道的特点是具有软骨支架,粘膜上皮具有纤毛,以保证气流畅通和排出尘埃或异物。呼吸系统各组成部分与功能密切相关,其中任何一部分发生障碍都将对呼吸功能产生影响。类器官作为微型体外器官模型,可以自我更新和高度模拟体内器官的结构和功能特征,是模拟体内环境的强大平,并为研究呼吸系统疾病提供了全新的视角。

咽是呼吸和吞咽的共同通道,呈长条状管腔,分为鼻咽,口咽和喉咽。咽与全身有密切联系,局部病变可影响全身。新冠病毒引起的咽部病毒感染是呼吸系统研究的热点方向。扁桃体作为咽部病毒感染的第一道防线,韩国Kim等人建立了一种扁桃体上皮细胞衍生的类器官,并探究该类器官作为SARS-CoV-2感染体外模型的可行性[1]。Schmidt等人建立了一种基于人类淋巴组织培养和人类淋巴聚集培养的方法,用于培养人类腺样体(咽扁桃体)离体组织,然后利用流式细胞仪进行细胞表性分析,结果发现,该方法得到的类器官与原始组织中分离得到的细胞一致[2]


鼻咽  

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)是发生于鼻咽部的主要肿瘤类型。全球有超过133,000例鼻咽癌新发病例和80,000例因鼻咽癌死亡病例[3]。鼻咽癌具有种族和地理分布差异[4]。其在美国和西欧罕见[5,6],在中国南部较为常见[6]。对于高风险人群,发病高峰在50-59岁[5,6]。为了快速的消除鼻咽癌的扩散趋势,减缓我国鼻咽癌的发病率,鼻咽类器官的研究被提上了日程。

鼻咽属于上呼吸道的组成部分,是呼吸道病毒的入口和主要感染部位[7]。鼻上皮类器官的构建十分困难,直至2022年Chiu等人成功研发了鼻上皮类器官的培养系统,基于该方法分化出的鼻类器官可以用于揭示病毒入侵的致病机制。为微生物学家提供了一个简单且强大的研究工具[8]。由于依靠入侵性技术获取患者样本存在局限性,Rajan等人研发了一种非入侵技术生成人鼻类器官(HNO),通过从鼻腔冲洗液中分离获得鼻干细胞,经过培养形成鼻类器官,并以此作为活检衍生类器官的替代品[9]

鼻类器官分化流程[8]

鼻类器官荧光染色[8]


总结

综上所述,鼻,咽两种呼吸系统器官的结构和功能是复杂而精细的。随着新冠肺炎的发展,鼻咽类器官的需求也逐渐增加,在此期间,鼻咽类器官飞速发展,截至目前,鼻咽类器官的获得方式主要依靠人体组织,还没有一个较为成熟的体外分化培养鼻咽类器官的方式方法,对鼻咽类器官的发展存在一定的阻碍。此外,了解这些器官的功能和特性对于理解呼吸系统的整体运作机制以及相关疾病的预防和治疗至关重要。


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参考文献

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[1]  Kim H. K., Kim H. , Lee M. K. , et al. Generation of human tonsil epithelial organoids as an ex vivo model for SARS-CoV-2 infection. Biomaterials, 2022, 283: 121460.

[2]  Schmidt A. , Baumjohann D. 3D tissue explant and single-cell suspension organoid culture systems for ex vivo drug testing on human tonsil-derived t follicular helper cells. Methods Mol Biol, 2022,2380: 267 - 288.

[3]  Global Cancer Observatory. International Agency for Research on Cancer. World Health Organization. Available at: https://gco.iarc.fr/ (Accessed on January 23, 2023).

[4]  Chen YP, Chan ATC, Le QT, et al. Nasopharyngeal carcinoma. Lancet 2019; 394:64.

[5]  Chang ET, Adami HO. The enigmatic epidemiology of nasopharyngeal carcinoma. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2006; 15:1765.

[6]  Barnes L, Eveson JW, Reichart P, Sidransky D. Pathology and Genetics of Head and Neck Tumours. In: World Health Organization Classification of Tumors, IARC Press, Lyon 2005.

[7]  Chiu M. C., Li C., Liu X. , et al. Human nasal organoids model sars-cov-2upper respiratory infection and recapitulate the differential infectivity of emerging variants. Mbio, 2022, 13(4).

[8]  Chiu M. C., Li C. , X. J. Liu, et al. Human nasal organoids model sars-cov-2 upper respiratory infection and recapitulate the differential infectivity of emerging variants. Mbio, 2022, 13(4): e0194422.

[9]  Rajan A., A. M. Weaver, G. M. Aloisio, et al. The Human nose organoid respiratory virus model: an ex vivo human challenge model to study respiratory syncytial virus (RSV) and severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-COV-2) pathogenesis and evaluate therapeutics. Mbio, 2022, 13(1): e03511 - 21.

公司简介

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一米生物创立于2017年,是一家核心发展基因细胞治疗(GCT)、干细胞转化医学、分子诊断、单细胞测序等技术,以及开发生物样本采集与保存的国家级高新技术企业。公司目前总面积1万多平,建有GMP净化车间,并通过了南德TÜV以及ISO13485质量体系认证。一米生物系领因上海的全资子公司。

公司重视人才和关键技术的发展和储备,立足于为客户需求开发产品并将解决方案做到极致的信念。研发生产的众多产品已获得国内医疗器械备案及注册证,欧盟CE认证和美国FDA备案,其中一体式唾液采集器荣获中国和美国发明专利授权。除国内市场外,公司业务已覆盖美国、英国、澳大利亚、日本、韩国等海外市场,面向全球范围提供产品与服务。

公司建立以来,坚持践行诚信、合作、勇于突破的理念,获得诸多第三方检验所、CGT工业、科研院所等行业顶层客户的信任与合作。

一米生物深耕生命科学研究与诊断技术领域,致力于为人类健康防治和疾病精准诊断的发展服务。


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