清華新聞網(wǎng)5月21日電 皮膚類器官在器官發(fā)育機制研究、藥物開發(fā)以及再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。皮膚膜片狀類器官目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于藥物和化妝品檢測，但仍然存在檢測效率低、價格昂貴等不足，且難以用于高通量藥物篩選。近年來，3D微球狀器官模型已初步展現(xiàn)出其在高通量藥物篩選中的應(yīng)用前景，但當前微球狀類皮膚的制備多依賴于細胞隨機聚集形成，存在結(jié)構(gòu)仿真不足、大小均一性差等問題，影響了其轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
針對上述挑戰(zhàn)，清華大學(xué)深圳國際研究生院生物醫(yī)藥與健康工程研究院（iBHE）吳耀炯教授課題組研發(fā)了制備微球狀皮膚類器官的新方法，該方法先用膠原蛋白凝膠與人真皮成纖維細胞（HDF）共同形成大小均一的類真皮核，隨后通過攪拌式生物反應(yīng)器將人角質(zhì)形成細胞（HaCaT或原代表皮干細胞）與類真皮核共培養(yǎng)，形成附著于類真皮核表面的復(fù)層類表皮結(jié)構(gòu)，并進一步通過誘導(dǎo)培養(yǎng)形成完整表皮屏障結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)微球狀皮膚類器官表皮層與真皮層位置顛倒不同，該方法制備的類皮膚表皮在真皮外側(cè)（表面），與人體皮膚的結(jié)構(gòu)相同。
微球狀皮膚類器官高通量制備流程
為實現(xiàn)基于該類器官的高通量自動化藥物篩選，研究在類器官中加裝了代表皮膚和毛囊再生的關(guān)鍵信號通路——Wnt/β-catenin通路的熒光素酶報告系統(tǒng)，并基于該系統(tǒng)篩選發(fā)現(xiàn)了小分子化合物米諾地爾對表皮Wnt通路的激活作用。
該類器官初步顯示了其在化妝品檢測和藥物高通量篩選方面的應(yīng)用前景，其制備技術(shù)具有規(guī)模化放大空間。
相關(guān)研究成果以“微球狀皮膚類器官的生物工程構(gòu)建方法及其在藥物篩選中的應(yīng)用”（The Bioengineering of Microspheric Skin Organoids and Their Application in Drug Screening）為題，于5月8日發(fā)表于《先進科學(xué)》（Advanced Science）。
清華大學(xué)深圳國際研究生院博士后謝俊東和2020級博士生楊清漾為論文共同第一作者，吳耀炯為論文通訊作者。研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、深圳市科技創(chuàng)新局項目等的支持。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/advs.202416863
供稿：深圳國際研究生院
編輯：李華山
審核：郭玲
