在體外用造出一個胃好不好？

*********本文是之前發表在同名公眾號上的文章，最近會依次把之前寫的東西搬過來*********

最近Nature雜誌上發表了一篇體外培養出類似胃器官的文章，那麼這究竟是怎麼一回事？如圖1所示：胃可以根據不同區域劃分為前胃(fs)，胃體(f) 和胃竇(a)三部分，其中胃粘膜又包含胃體和胃竇兩個負責不同分泌功能的區域。完成這個工作的團隊之前已經在體外用多能幹細胞（ESC+iPSC）成功誘導分化出類似胃竇的組織，這次則是實現了人的類胃體的體外誘導分化。

圖1來源：http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature21021.pdf

完成類胃體的誘導分化首先就需要參照一下正常胚胎髮育過程中胃體和胃竇在何時出現什麼差異，然後根據具體的差異尋找決定兩個區域發育差異化的決定性因素再開始著手體外的誘導分化。所以第一步兩者發育時期差異化的尋找就是在小鼠中完成的，具體如圖2所示：

在小鼠胚胎髮育的E10.5天就發現胃體(F)和胃竇(A)的發育就已經開始不同，然後研究人員又根據Wnt/β-catenin信號在胃體中顯著增強和胃竇中顯著抑制的先驗知識嘗試用Cre系統條件性敲除了編碼β-catenin的基因，發現小鼠胃組織的發育出現了異常：原來屬於胃體的區域開始高表達胃竇區域的標識蛋白Pdx1（下圖右邊為編碼β-catenin的基因被knock out的結果）

圖3來源：http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature21021.pdf

到此第一個重要的結論已經得出：在正常的胃體和胃竇的發育分化過程中，Wnt/β-catenin信號起到了決定性的作用。

然後就是根據現在的結論按照之前的protocol開始人的類胃體組織的體外誘導分化，具體protocol如圖4所示：

經歷一些波折類胃體算是誘導分化成功，還有一些胃體的基本特徵。比如含有下圖白色箭頭標識的類似分泌腺的組織（圖5）：

還有一些正常胃體的標識蛋白，分泌的不同激素和消化酶等（圖6）：但是丰度肯定不能和正常的胃體組織相比了（hAGO:人的類胃竇；hFGO：人的類胃體）。

檢測完這些基本的表徵之後就得繼續看看這個類胃體能不能進一步具有胃的一些重要功能了，比如說分泌氫離子（H+）維持低PH值。正常的胃中負責降低PH值的細胞叫胃壁細胞，所以研究人員就做了大量的小分子篩選，最後發現MEK通路的抑製劑PD0325901在BMP4的協同下可以大幅提高胃壁細胞（標識分子 ATP4B）的分化，結構也挺像正常的組織：

而且還可以像正常的胃組織一樣在組胺的刺激下PH值刷刷的往下降：

到這裡一切都是這麼的美好，分分鐘可以用的節奏啊。但是當研究人員繼續將含有胃壁細胞的類胃體碎片化後連續培養，發現其雖然可以在生長激素環境中繼續形成類胃體形狀的組織，但是胃壁細胞已經消失，而且在PD0325901和BMP4的協同刺激下也無法再次分化出胃壁細胞。

各項指標也都紛紛往下降：

整個工作到此暫停，欲知後事，且看往後的研究進展。

然後，未來的雖然還很長，需要的時間也很久，但是當前的震撼確實令人懵逼。體外研究生命發育的調控就這麼風風火火的向我們跑來，然後又快速的從我們身邊經過。

參考文獻：