生命之繫何等美 胎盤類器官有助於產胎研究!

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胎盤(placenta)是連接母親和胚胎(embryo)的器官,它可以提供胎兒生長所需的營養素和激素,以及進行氣體和代謝產物的交換,並且保護胎兒免於細菌感染,在維持孕婦和胎兒健康扮演相關重要的角色。然而,人們對胎盤運作機制,仍有許多不清楚之處,因為直接在孕婦中進行研究是非常困難的。

近日,由維也納醫學大學 Martin Knöfler 博士為首的研究團隊製作了一種 3D 微型模型,又稱為類器官(organoids),能模擬早期胎盤結構和其基因表現,以及調查懷孕期間的狀況,例如子癲前症(preeclampsia)和子宮內生長受限(intrauterine growth restriction),該研究刊登於《Stem Cell Reports》。

該研究團隊從純化後的第一孕期細胞滋養層細胞(first-trimester cytotrophoblasts)內層取出幹細胞而製成類器官,而且該類器官沒有血管或結締組織成分,反應了培養皿中滋養層特異性胎盤結構。

該胎盤類器官含有滋養層前驅細胞(trophoblast progenitors)和合體滋養層細胞(syncytiotrophoblast)以及侵入性絨毛膜外滋養層細胞(invasive extravillous trophoblast),使得它們具有自我組織(self-organisation)、自我更新(self-renewal)和不斷增長的能力。該研究也證實,EGF 訊息傳遞和抑制 TGF-β 以及增強 Wnt 訊息傳遞(與許多組織的發育和生長有關)都是該類器官長期擴增所必需的。抑制 Wnt 訊息傳遞路徑,滋養層類器官的自我更新和分化也受到影響。該研究團隊最後指出,未來的研究將有必要進一步優化該類器官中滋養層自我更新、規範和分化的培養條件。

科學家過去只能從滋養層細胞建立了胎盤的 2D 模型。在培養皿培養該細胞時,它們就會失去分裂和增殖的能力,所以科學家們無法用它們徹底研究胎盤。然而,胎盤類器官系統的建立將顯著改善該情況,並且有助於推進胎盤研究發展,以及加速孕婦及胎兒疾病相關藥物開發,甚至可望排除治療危險的懷孕障礙。

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參考資料:
1. Stem Cell Reports. 2018 Jul 31. pii: S2213-6711(18)30309-6.
2. https://labiotech.eu/medical/placenta-model-pregnancy-disorders/

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