文(wen)章(zhang)題目： 

Single-cell transcriptomic analysis of corneal organoids during development[1]

單細(xi)胞轉錄組(zu)分(fen)析角膜類(lei)器(qi)官的發(fa)育(yu)

文章名稱： 

Modeling Human Thyroid Development by Fetal Tissue-Derived Organoid Culture[2]

胎兒組織來源的類器官(guan)模擬人甲(jia)狀腺發育

發表期(qi)刊：Advanced Science

發表時間：2022.03

研(yan)究背景：正(zheng)常的甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺(xian)(xian)功能對終身健康有著深遠的影(ying)(ying)響，甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺(xian)(xian)激(ji)素的缺乏和過剩都會影(ying)(ying)響身體(ti)健康。截至到目前，聚(ju)焦甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺(xian)(xian)發育的研(yan)究較(jiao)少。由于妊(ren)娠期胚胎(tai)的甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺(xian)(xian)激(ji)素主要(yao)來(lai)源于母(mu)體(ti)，對于近年來(lai)、發病(bing)率逐漸增加的青少年甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺(xian)(xian)疾(ji)(ji)病(bing)，醫生(sheng)難以確定(ding)(ding)這類疾(ji)(ji)病(bing)是否起源于胚胎(tai)發育缺陷(xian)。為了鑒(jian)定(ding)(ding)甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺(xian)(xian)疾(ji)(ji)病(bing)潛在的早期診(zhen)斷標(biao)記和治療方法，從單(dan)細(xi)胞水平了解(jie)人(ren)類甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺(xian)(xian)發育，揭示關鍵(jian)的發育事件和調控因子(zi)至關重(zhong)要(yao)。

類(lei)器官來源及種類(lei)：

妊娠12周胎兒和（誘導產(chan)生的）成熟甲狀腺類器(qi)官(guan)

研究思路：

研究結果：

為了(le)理解胎兒(er)(er)甲狀腺(xian)(xian)(xian)(xian)的細胞(bao)(bao)構成和異(yi)質性，研(yan)究人員取樣妊娠(shen)12周(zhou)(zhou)（n=1）和16周(zhou)(zhou)（n=2）的人胎兒(er)(er)甲狀腺(xian)(xian)(xian)(xian)組織，進(jin)(jin)行(xing)(xing)單細胞(bao)(bao)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)組測序(xu)，一共(gong)獲得18354個(ge)高(gao)(gao)質量細胞(bao)(bao)，細胞(bao)(bao)中(zhong)(zhong)位基(ji)(ji)因(yin)數為2784。根據(ju)經(jing)典(dian)marker基(ji)(ji)因(yin)對(dui)細胞(bao)(bao)進(jin)(jin)行(xing)(xing)注釋，共(gong)得到13種細胞(bao)(bao)類(lei)型，其(qi)中(zhong)(zhong)具有合(he)成和分(fen)(fen)泌甲狀腺(xian)(xian)(xian)(xian)激(ji)素功能(neng)的甲狀腺(xian)(xian)(xian)(xian)濾泡細胞(bao)(bao)（Thyroid follicular cells ,TFCs）占(zhan)比最高(gao)(gao)（圖2A）。為了(le)比較(jiao)不同(tong)發(fa)育(yu)階段的TFCs，將妊娠(shen)12周(zhou)(zhou)和16周(zhou)(zhou)的TFCs進(jin)(jin)行(xing)(xing)組間差異(yi)基(ji)(ji)因(yin)分(fen)(fen)析，發(fa)現16周(zhou)(zhou)TFCs上調(diao)基(ji)(ji)因(yin)富集到甲狀腺(xian)(xian)(xian)(xian)激(ji)素合(he)成通(tong)(tong)路、cAMP信號(hao)通(tong)(tong)路等（圖2B）。進(jin)(jin)一步(bu)對(dui)三個(ge)樣本(ben)中(zhong)(zhong)的TFCs進(jin)(jin)行(xing)(xing)亞(ya)(ya)群細分(fen)(fen)，發(fa)現cluster3細胞(bao)(bao)主要(yao)存(cun)在(zai)于16周(zhou)(zhou)樣本(ben)組，代表了(le)一類(lei)較(jiao)為成熟的TFCs（圖2C-D），差異(yi)基(ji)(ji)因(yin)、轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)因(yin)子分(fen)(fen)析發(fa)現cAMP信號(hao)通(tong)(tong)路特異(yi)存(cun)在(zai)于cluster3亞(ya)(ya)群中(zhong)(zhong)（圖2E-F），暗示該通(tong)(tong)路在(zai)胎兒(er)(er)甲狀腺(xian)(xian)(xian)(xian)成熟過程(cheng)中(zhong)(zhong)發(fa)揮重要(yao)的功能(neng)。

為(wei)了研究(jiu)甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺發(fa)(fa)育過程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)重要生物學(xue)過程(cheng)，研究(jiu)人(ren)員(yuan)取樣12周胎(tai)兒甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺組織(zhi)，建立胎(tai)兒甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺類(lei)器(qi)(qi)(qi)官(guan)（Human fetal thyroid organoid, hFTO）,評估了該(gai)類(lei)器(qi)(qi)(qi)官(guan)產生甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺濾(lv)泡、合(he)(he)成甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺激(ji)素的(de)(de)能力(li)（詳情見原文）。為(wei)了證實cAMP信號(hao)(hao)通路(lu)調控甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺發(fa)(fa)育這一推測(ce)，研究(jiu)人(ren)員(yuan)在類(lei)器(qi)(qi)(qi)官(guan)（hFTOs）培養(yang)基(ji)中(zhong)(zhong)添加cAMP信號(hao)(hao)通路(lu)激(ji)動劑（forskolin，腺苷酸環化酶激(ji)活劑），發(fa)(fa)現類(lei)器(qi)(qi)(qi)官(guan)產生了更(geng)大的(de)(de)、有(you)功能性的(de)(de)甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺濾(lv)泡結(jie)構（圖(tu)3A），將由forskolin處理產生的(de)(de)類(lei)器(qi)(qi)(qi)官(guan)稱為(wei)人(ren)成熟(shu)類(lei)器(qi)(qi)(qi)官(guan)（Human matured thyroid organoids, hMTOs）。分(fen)別取樣hFTOs和hMTOs兩種類(lei)器(qi)(qi)(qi)官(guan)組織(zhi)進行單細胞(bao)轉(zhuan)錄組測(ce)序(xu)，細胞(bao)分(fen)群(qun)共獲得5個cluster（圖(tu)3B），其中(zhong)(zhong)cluster 2高表(biao)達基(ji)因富(fu)集(ji)到甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺激(ji)素合(he)(he)成和cAMP信號(hao)(hao)通路(lu)。對(dui)TFCs（cluster1,2,3）進行擬時序(xu)分(fen)析，發(fa)(fa)現hFTOs-TFCs位(wei)于發(fa)(fa)育早期(qi)，hMTOs-TFCs位(wei)于發(fa)(fa)育終端(duan)，這一結(jie)果從單細胞(bao)水平證明(ming)cAMP信號(hao)(hao)誘導/調控胎(tai)兒甲(jia)(jia)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)腺的(de)(de)發(fa)(fa)育。

文章名稱(cheng)： 

Zika virus targets human trophoblast stem cells and prevents syncytialization in placental trophoblast organoids[3]

寨卡病毒靶向人(ren)滋(zi)養層干細胞、抑制(zhi)合體滋(zi)養層的形成

發(fa)表期刊：Nature communications

發表時(shi)間(jian)：2023.09

研究(jiu)背景：寨卡(ka)病毒(du)是一種(zhong)通過蚊蟲進行(xing)(xing)傳(chuan)(chuan)播的(de)(de)蟲媒病毒(du)，孕婦(fu)感染寨卡(ka)病毒(du)后(hou)，可(ke)(ke)以在胎(tai)(tai)(tai)(tai)盤(pan)(pan)(pan)組織，羊水和(he)胎(tai)(tai)(tai)(tai)兒大腦中(zhong)檢(jian)測到(dao)病毒(du)的(de)(de)RNA和(he)蛋白質，表(biao)明寨卡(ka)病毒(du)能夠通過胎(tai)(tai)(tai)(tai)盤(pan)(pan)(pan)進行(xing)(xing)母嬰(ying)傳(chuan)(chuan)播。胎(tai)(tai)(tai)(tai)盤(pan)(pan)(pan)是妊(ren)娠(shen)期間連接母體(ti)(ti)和(he)胎(tai)(tai)(tai)(tai)兒的(de)(de)重要(yao)器(qi)官，負(fu)責胎(tai)(tai)(tai)(tai)兒營養(yang)(yang)物(wu)質和(he)氣體(ti)(ti)交換，同時也作為物(wu)理和(he)免(mian)疫屏障保(bao)護胎(tai)(tai)(tai)(tai)兒免(mian)受外(wai)源病原體(ti)(ti)攻擊(ji)。其中(zhong)的(de)(de)胎(tai)(tai)(tai)(tai)盤(pan)(pan)(pan)滋(zi)養(yang)(yang)層(ceng)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)是行(xing)(xing)使胎(tai)(tai)(tai)(tai)盤(pan)(pan)(pan)功(gong)能的(de)(de)主要(yao)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)類(lei)型(xing)(xing)(xing)，主要(yao)包括(kuo)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)滋(zi)養(yang)(yang)層(ceng)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)（CTB）及由CTB分化(hua)而來的(de)(de)合體(ti)(ti)滋(zi)養(yang)(yang)層(ceng)（STB）和(he)絨毛(mao)外(wai)滋(zi)養(yang)(yang)層(ceng)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)（EVT）。為了研究(jiu)寨卡(ka)病毒(du)的(de)(de)跨胎(tai)(tai)(tai)(tai)盤(pan)(pan)(pan)傳(chuan)(chuan)播，研究(jiu)者們已(yi)經建立了多種(zhong)實驗室細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)模(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)，表(biao)明胎(tai)(tai)(tai)(tai)盤(pan)(pan)(pan)滋(zi)養(yang)(yang)層(ceng)的(de)(de)不(bu)同細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)類(lei)型(xing)(xing)(xing)對(dui)病毒(du)的(de)(de)敏感度不(bu)同，而具體(ti)(ti)原因仍然不(bu)清(qing)楚。因此需要(yao)更加穩定、靈活的(de)(de)模(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)來探索寨卡(ka)病毒(du)感染不(bu)同類(lei)型(xing)(xing)(xing)人(ren)滋(zi)養(yang)(yang)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)(de)特點和(he)機(ji)制(zhi)，滋(zi)養(yang)(yang)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)類(lei)器(qi)官是探索胎(tai)(tai)(tai)(tai)盤(pan)(pan)(pan)對(dui)病原體(ti)(ti)可(ke)(ke)及性的(de)(de)一個(ge)有價值的(de)(de)模(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)。

類(lei)(lei)器官來源(yuan)及種類(lei)(lei)：

人胎盤滋養層(ceng)干細(xi)胞(bao)（hTSCs）衍(yan)生的3D胎盤滋養層(ceng)類器官

研究思(si)路：

研究結果：

研(yan)究者從(cong)人囊胚組織(zhi)分(fen)離滋(zi)(zi)(zi)養層(ceng)干細胞(bao)（Human trophoblast stem cells, hTSCs)，該(gai)細胞(bao)具有CTB細胞(bao)特性(xing)，能(neng)夠分(fen)化產生STB和EVT細胞(bao)。分(fen)別將(jiang)三類細胞(bao)與(yu)寨卡(ka)(ka)病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)共培養，在(zai)不同培養時間點(dian)檢測細胞(bao)內病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)含量，發(fa)現hTSCs是寨卡(ka)(ka)病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)的主(zhu)要靶細胞(bao)，并(bing)隨著(zhu)hTSCs分(fen)化程(cheng)度的增加，細胞(bao)對(dui)寨卡(ka)(ka)病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)的易感(gan)(gan)(gan)性(xing)降低(di)。進(jin)一步分(fen)析(xi)介導病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)入侵基因在(zai)寨卡(ka)(ka)病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)侵染(ran)過(guo)程(cheng)中的重要性(xing)，發(fa)現AXL 和TIM-1是介導病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)入侵的關(guan)鍵基因，它(ta)們在(zai)hTSCs中的表(biao)(biao)達量高于(yu)STB和EVT（圖(tu)A-D）。研(yan)究人員進(jin)一步利用(yong)(yong)hTSCs建立了(le)胎盤滋(zi)(zi)(zi)養層(ceng)類器(qi)官(guan)(guan)（圖(tu)E），從(cong)滋(zi)(zi)(zi)養層(ceng)細胞(bao)基因表(biao)(biao)達、激素(su)分(fen)泌(mi)和分(fen)化潛能(neng)等多維度評估了(le)類器(qi)官(guan)(guan)對(dui)原代(dai)滋(zi)(zi)(zi)養層(ceng)細胞(bao)的模擬能(neng)力。隨后(hou)利用(yong)(yong)建立的類器(qi)官(guan)(guan)進(jin)行寨卡(ka)(ka)病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)感(gan)(gan)(gan)染(ran)實驗，結果表(biao)(biao)明hTSC類器(qi)官(guan)(guan)支持寨卡(ka)(ka)病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)的感(gan)(gan)(gan)染(ran)和復制，并(bing)且(qie)觀察到寨卡(ka)(ka)病(bing)(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)(du)感(gan)(gan)(gan)染(ran)破壞了(le)hTSC類器(qi)官(guan)(guan)結構（圖(tu)F）。

為(wei)進(jin)一(yi)步(bu)闡明寨卡(ka)(ka)病(bing)毒感(gan)(gan)染(ran)(ran)對(dui)滋(zi)(zi)養(yang)層(ceng)類(lei)器(qi)官發(fa)育的(de)(de)影(ying)響，研究人員對(dui)寨卡(ka)(ka)病(bing)毒感(gan)(gan)染(ran)(ran)前(qian)、后的(de)(de)滋(zi)(zi)養(yang)層(ceng)類(lei)器(qi)官進(jin)行單細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)轉錄組測序，共鑒定到4大類(lei)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)：hTSC，CTB，CTB_Fusion和STB，具體細(xi)(xi)(xi)(xi)分為(wei)11類(lei)（圖(tu)5A-B）。軌跡分析證明滋(zi)(zi)養(yang)層(ceng)類(lei)器(qi)官中的(de)(de)hTSC細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)能夠分化(hua)產生CTB和STB，即具有模擬滋(zi)(zi)養(yang)層(ceng)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)合體化(hua)的(de)(de)能力（圖(tu)5C）。分析滋(zi)(zi)養(yang)層(ceng)祖細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)marker基因(yin)在(zai)(zai)感(gan)(gan)染(ran)(ran)前(qian)、后的(de)(de)表達(da)(da)變(bian)化(hua)，發(fa)現這(zhe)些基因(yin)在(zai)(zai)感(gan)(gan)染(ran)(ran)組的(de)(de)hTSCs中表達(da)(da)下降，暗示病(bing)毒感(gan)(gan)染(ran)(ran)破壞(huai)hTSCs細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)干性(xing)（圖(tu)5D）。CTB和CTB_Fusion細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)在(zai)(zai)感(gan)(gan)染(ran)(ran)前(qian)、后的(de)(de)組間(jian)差(cha)異基因(yin)分析發(fa)現CTB細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)下調(diao)基因(yin)富集(ji)(ji)到細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)周期信號通路（圖(tu)5E），CTB_Fusion細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)(de)下調(diao)基因(yin)富集(ji)(ji)到Hippo信號通路（圖(tu)5F），該通路與對(dui)于滋(zi)(zi)養(yang)層(ceng)祖細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)(de)自我更新是至(zhi)關重要的(de)(de)，這(zhe)些結果暗示病(bing)毒會感(gan)(gan)染(ran)(ran)破壞(huai)CTB細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)(de)增(zeng)殖(zhi)能力。