1.2.1 类器官的起源:细胞自组织能力的发现

1.2.1 类器官的起源:细胞自组织能力的发现

类器官技术起源于对细胞自组织能力的研究。人们对动物细胞自组织能力的认识始于20世纪初。1907年,H.V.Wilson等发现在合适的条件下,分散的海绵细胞可重聚再生成为新的个体。这一实验首次展示了无脊椎动物的细胞具有自组织能力[3],也是人们第一次认识到多细胞结构可以基于细胞的自组织潜能实现,该过程既无需外部信号引导,也不需要细胞从特定的胚胎结构开始发育,这一认识为类器官技术的建立和发展奠定了基础。(https://www.daowen.com)

高等动物细胞是否也具有这种自组织的能力呢?答案是肯定的。20世纪50年代,许多研究者利用细胞分离-再聚合的方法,在体外将组织细胞打散,观察其再聚合情况,以探究高等动物(例如脊椎动物)细胞的自组织行为。例如,1952年,Aron Moscona观察到,在体外培养分离的鸡肾细胞时,上皮细胞聚集形成簇状结构,并逐渐形成小管结构,而基质细胞则包裹在外。这种排列结构与细胞分离前的中肾类似,表明部分高等动物的胚胎细胞也具备自组织能力[4]。1960年,Paul Weiss和A.Cecil Taylor分别对来自鸡胚胎的肾脏、肝脏和皮肤细胞进行了再聚合的实验,并将这些细胞聚集体分别移植到鸡胚绒毛尿囊膜中,他们发现这些来源于不同组织的细胞聚集体都可以形成和发挥相应组织的结构和功能[5],因此,这种自组织能力并不依赖于细胞本身在胚胎中的空间位置。此外,Aron Moscona还发现不同物种的同一组织来源细胞也可以自组织形成嵌合的聚集体。他们将悬浮的小鼠肝细胞和鸡胚胎肝细胞混合,观察到它们在重聚形成空间组织时能够共同作用,这种共同作用与细胞所属的物种无关。这表明,细胞在分离再聚合时组织类型特异性可能比物种特异性更强[6]