Cell Stem Cell：上海科技大学向阳飞团队构建首个自组织的人类神经肌肉骨骼三组织类器官

来源：生物世界 2024-12-12 14:37

该研究建立了首个神经肌肉骨骼三组织类器官技术，从而提供了一种方便可及的体外系统来模拟人类神经肌肉骨骼（NMS）的发育和疾病，为研究人类神经肌肉骨骼组织相互作用、相关疾病机制、药物发现等提供重要模型。

上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞课题组（博士生尹瑶、周伟、朱金奎为共同第一作者）在 Cell 子刊Cell Stem Cell上发表了题为：Generation of self-organized neuromusculoskeletal tri-tissue organoids from human pluripotent stem cells的研究论文。

该研究利用人类多能（hPSC）构建了首个自组织的人类神经肌肉骨骼类器官（human neuromusculoskeletal organoid，hNMSO），为研究人类神经肌肉骨骼轴及相关疾病提供了人源体外模型。

2024年8月27日，向阳飞团队（庞溦、朱金奎为共同第一作者）在Cell Stem Cell期刊发表了题为：Generation of human region-specific brain organoids with medullary spinal trigeminal nuclei的研究论文【2】。

该研究应用人类多能干细胞（hPSC）的定向三维分化，开发了一种生成具有延髓脊髓核团（Spinal trigeminal nucleus，SpV）特定特征的人类脑区特异大脑类器官的方法，即人类延髓SpV样类器官（hmSpVO）。还开发了一个类器官系统，通过融合hmSpVO和人类丘脑类器官（hThO），创建了SpV和丘脑之间的三叉丘脑投射，为理解人类大脑中SpV的发育、相关神经回路和相关大脑疾病提供了一个新平台。

人体的功能需要不同组织之间的交互作用。神经肌肉骨骼（NMS）轴涉及神经、肌肉和骨骼组织，而使用人类细胞进行建模仍具有挑战性。

在最新发表的研究中，研究团队应用了人类多能干细胞（hPSC）的三维分化，构建了人类神经肌肉骨骼类器官（human neuromusculoskeletal organoid，hNMSO）。

与该团队此前通过将单独制备的类器官通过融合来构建系统内相互作用的策略不同，此次构建的hNMSO中的三个不同组织（神经、肌肉和骨骼组织），在单个hNMSO以自组织的方式发育。

在发育过程中，hNMSO的神经、肌肉和骨骼区域表现出成熟和建立功能连接。值得注意的是，结构、功能和转录组分析表明，hNMSO的骨骼支持有益于人类的肌肉发育。hNMSO模型也揭示了病理性骨骼变性后的神经肌肉改变。

总的来说，该研究建立了首个神经肌肉骨骼三组织类器官技术，从而提供了一种方便可及的体外系统来模拟人类神经肌肉骨骼（NMS）的发育和疾病，为研究人类神经肌肉骨骼组织相互作用、相关疾病机制、药物发现等提供重要模型。

论文链接：

1. https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(24)00404-1

2. https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(24)00290-X

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