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體外培育出人胎盤組織 助力研究病原體母嬰傳播
日期：2025-12-09 13:37
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摘要：在一項新的研究中，來自美國匹茲堡大學、亞利桑那州立大學和約翰霍普金斯大學的研究人員設計出一種基于細胞的人胎盤模型，這可能有助解釋導致出生缺陷的病原體如何從母體傳給未出生的孩子。相關研究結果近期發表Science期刊上，論文標題為“A three-dimensional culture system recapitulates placental syncytiotrophoblast development and microbial resistance”。
論文通信作者、匹茲堡大學醫學院微生物學與分子遺傳學副教授Carolyn Coyne博士解釋道，胎盤是一種復雜的人們知之甚少的器官，它將發育中的胎兒固定在**中，滋養著胎...
在一項新的研究中，來自美國匹茲堡大學、亞利桑那州立大學和約翰霍普金斯大學的研究人員設計出一種基于細胞的人胎盤模型，這可能有助解釋導致出生缺陷的病原體如何從母體傳給未出生的孩子。相關研究結果近期發表Science期刊上，論文標題為“A three-dimensional culture system recapitulates placental syncytiotrophoblast development and microbial resistance”。
論文通信作者、匹茲堡大學醫學院微生物學與分子遺傳學副教授Carolyn Coyne博士解釋道，胎盤是一種復雜的人們知之甚少的器官，它將發育中的胎兒固定在**中，滋養著胎兒，并且提供一種屏障阻止感染母體的微生物傳播給胎兒。
她說，“人胎盤是獨特的，不同于很多其他胎盤哺乳動物。隨著我們的研究工具箱中加入這種新的模型，我們和其他的科學家們希望加快對胎盤的理解，研究它的功能，和了解它如何能夠阻止大多數（盡管不是全部）導致胎兒出現問題的母嬰傳播。”
當前，人們能夠獲得和研究胎盤細胞系，但是這些細胞并不能自發地融合，因此就不能產生特征性的人胎盤器官結構。Coyne博士說，一些科學家們研究被稱作人滋養層細胞（trophoblast）的細胞：它們是從胎兒出生后獲得的胎盤中分離出來的，但是它們不能進行細胞分裂，而且它們更難獲得，也更難進行基因操縱，因而就不能了解生化途徑在胎盤功能中發揮的作用。
Coyne博士的研究小組采取一種不同的方法：他們在美國國家航空航天局開發的微重力生物反應器系統中培養人胎盤滋養層細胞系。這些滋養層細胞是與血管細胞一起加入到小的葡萄糖珠（dextran bead）中，然后這些葡萄糖珠在含有細胞培養液的容器中旋轉，從而產生剪應力和旋轉力，這就比靜態細胞培養系統更好地模擬母胎界面（maternal-fetal interface）中的環境。
因此，這些細胞相互融合，從而形成合胞體滋養層（syncytiotrophoblast），因而更加類似于人胎盤組織絨毛狀結構*外層中的主要細胞。接下來，研究人員通過讓他們開發的體外胎盤模型接觸病毒和剛地弓形蟲（Toxoplasma gondii）---一種在貓糞便中發現的寄生蟲，能夠導致流產、胎兒感染、先天性**和/或生命后期的殘疾---來測試它的功能性質。
論文作者、匹茲堡大學生物科學副教授Jon P. Boyle博士說，“我們發現在我們的系統中形成的合胞體滋養層再現了天然形成的細胞的屏障性質，它們抵抗病毒和三種存在基因差異的弓形蟲蟲株的感染。利用這種模型，我們能夠利用不同的生物學因子開展實驗以便觀察是什么因子可能允許傳染性病原體穿過胎盤屏障到達胎兒那里。”
他補充道，理解胎盤可能有朝一日導致科學家們發現方法來阻止所謂的TORCH病原體---弓形蟲、風疹病毒、巨細胞病毒、I型和II型單純皰疹病毒---感染帶來的胎兒損傷。
研究人員正開始利用他們的模型來測試寨卡病毒（Zika virus）和其他的與先天性**相關聯的病原體是否能夠感染胎盤細胞和/或穿過胎盤屏障。
論文通信作者、匹茲堡大學醫學院微生物學與分子遺傳學副教授Carolyn Coyne博士解釋道，胎盤是一種復雜的人們知之甚少的器官，它將發育中的胎兒固定在**中，滋養著胎兒，并且提供一種屏障阻止感染母體的微生物傳播給胎兒。
她說，“人胎盤是獨特的，不同于很多其他胎盤哺乳動物。隨著我們的研究工具箱中加入這種新的模型，我們和其他的科學家們希望加快對胎盤的理解，研究它的功能，和了解它如何能夠阻止大多數（盡管不是全部）導致胎兒出現問題的母嬰傳播。”
當前，人們能夠獲得和研究胎盤細胞系，但是這些細胞并不能自發地融合，因此就不能產生特征性的人胎盤器官結構。Coyne博士說，一些科學家們研究被稱作人滋養層細胞（trophoblast）的細胞：它們是從胎兒出生后獲得的胎盤中分離出來的，但是它們不能進行細胞分裂，而且它們更難獲得，也更難進行基因操縱，因而就不能了解生化途徑在胎盤功能中發揮的作用。
Coyne博士的研究小組采取一種不同的方法：他們在美國國家航空航天局開發的微重力生物反應器系統中培養人胎盤滋養層細胞系。這些滋養層細胞是與血管細胞一起加入到小的葡萄糖珠（dextran bead）中，然后這些葡萄糖珠在含有細胞培養液的容器中旋轉，從而產生剪應力和旋轉力，這就比靜態細胞培養系統更好地模擬母胎界面（maternal-fetal interface）中的環境。
因此，這些細胞相互融合，從而形成合胞體滋養層（syncytiotrophoblast），因而更加類似于人胎盤組織絨毛狀結構*外層中的主要細胞。接下來，研究人員通過讓他們開發的體外胎盤模型接觸病毒和剛地弓形蟲（Toxoplasma gondii）---一種在貓糞便中發現的寄生蟲，能夠導致流產、胎兒感染、先天性**和/或生命后期的殘疾---來測試它的功能性質。
論文作者、匹茲堡大學生物科學副教授Jon P. Boyle博士說，“我們發現在我們的系統中形成的合胞體滋養層再現了天然形成的細胞的屏障性質，它們抵抗病毒和三種存在基因差異的弓形蟲蟲株的感染。利用這種模型，我們能夠利用不同的生物學因子開展實驗以便觀察是什么因子可能允許傳染性病原體穿過胎盤屏障到達胎兒那里。”
他補充道，理解胎盤可能有朝一日導致科學家們發現方法來阻止所謂的TORCH病原體---弓形蟲、風疹病毒、巨細胞病毒、I型和II型單純皰疹病毒---感染帶來的胎兒損傷。
研究人員正開始利用他們的模型來測試寨卡病毒（Zika virus）和其他的與先天性**相關聯的病原體是否能夠感染胎盤細胞和/或穿過胎盤屏障。
