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文献精选 > 近年高分"类器官"研究（IF≥30，近5年）

Snake Venom Gland Organoids. ​

文献信息 ​

DOI10.1016/j.cell.2019.11.038
PMID31978343
期刊Cell
影响因子42.5
JCR 分区Q1
发表年份2020
被引次数56
关键词Lgr5, 异质性, 敲入报告基因, 类器官, 单细胞RNA测序
文献类型Journal Article, Research Support, Non-U.S. Gov't
ISSN0092-8674
页码233-247.e21
期号180(2)
作者Yorick Post, Jens Puschhof, Joep Beumer, Harald M Kerkkamp, Merijn A G de Bakker, Julien Slagboom, Buys de Barbanson, Nienke R Wevers, Xandor M Spijkers, Thomas Olivier, Taline D Kazandjian, Stuart Ainsworth, Carmen Lopez Iglesias, Willine J van de Wetering, Maria C Heinz, Ravian L van Ineveld, Regina G D M van Kleef, Harry Begthel, Jeroen Korving, Yotam E Bar-Ephraim, Walter Getreuer, Anne C Rios, Remco H S Westerink, Hugo J G Snippert, Alexander van Oudenaarden, Peter J Peters, Freek J Vonk, Jeroen Kool, Michael K Richardson, Nicholas R Casewell, Hans Clevers

一句话小结 ​

本研究通过建立来自蛇类的毒腺类器官，揭示了其高水平的毒素转录本及不同毒素表达细胞类型，进一步展示了类器官在维持毒素成分表达的异质性。此项研究不仅扩展了类器官技术在爬行动物组织中的应用，还提供了一个可操作的实验模型，有助于深入理解蛇毒腺的生物学特性。

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Lgr5 · 异质性 · 敲入报告基因 · 类器官 · 单细胞RNA测序

摘要 ​

Wnt 依赖性和 Lgr5 表达定义了多种哺乳动物上皮干细胞类型。在特定生长因子的条件下，这些成人干细胞（ASCs）可以生长为三维类器官，重现相关上皮的基本特征。在这里，我们建立了来自几种蛇类的长期扩增的毒腺类器官。开普珊瑚蛇的新组装转录组揭示了类器官表达高水平的毒素转录本。对类器官和原代组织的单细胞 RNA 测序识别出不同的毒素表达细胞类型以及表达已知哺乳动物干细胞标记物同源物的增殖细胞。在类器官培养中，个别毒素成分的表达保持了硬性区域异质性。收获的毒素肽反映了粗毒液的组成并显示出生物活性。这项研究将类器官技术扩展到爬行动物组织，并描述了一个可实验操作的模型系统，代表蛇毒腺。

英文摘要 ​

Wnt dependency and Lgr5 expression define multiple mammalian epithelial stem cell types. Under defined growth factor conditions, such adult stem cells (ASCs) grow as 3D organoids that recapitulate essential features of the pertinent epithelium. Here, we establish long-term expanding venom gland organoids from several snake species. The newly assembled transcriptome of the Cape coral snake reveals that organoids express high levels of toxin transcripts. Single-cell RNA sequencing of both organoids and primary tissue identifies distinct venom-expressing cell types as well as proliferative cells expressing homologs of known mammalian stem cell markers. A hard-wired regional heterogeneity in the expression of individual venom components is maintained in organoid cultures. Harvested venom peptides reflect crude venom composition and display biological activity. This study extends organoid technology to reptilian tissues and describes an experimentally tractable model system representing the snake venom gland.

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主要研究问题 ​

  1. 蛇毒腺类器官在生物医学研究中可能有哪些具体应用？
  2. 不同蛇种的毒腺类器官在转录组表达上有何显著差异？
  3. 如何利用蛇毒腺类器官研究毒素的生物活性及其机制？
  4. 这些类器官在再生医学或药物开发中能提供哪些新思路？
  5. 在构建蛇毒腺类器官时，使用的生长因子组合有哪些最佳实践？

核心洞察 ​

  1. 研究背景和目的
    该研究基于Wnt依赖性和Lgr5表达的原理，探讨了哺乳动物上皮干细胞的特征。上皮干细胞在特定的生长因子条件下，可以形成三维（3D）类器官，这些类器官能够再现相关上皮的重要特征。研究的主要目的是建立来自多种蛇类的毒腺类器官，并探讨其在毒素表达和生物活性方面的潜力，从而扩展类器官技术在爬行动物组织的应用。

  2. 主要方法和发现
    研究团队成功建立了长时间扩展的蛇毒腺类器官，特别是来自南非海蛇（Cape coral snake）的类器官。通过新组装的转录组数据，发现这些类器官表达高水平的毒素转录本。通过单细胞RNA测序，研究人员识别出了不同的毒素表达细胞类型和表达已知哺乳动物干细胞标记物的增殖细胞。此外，类器官培养中维持了毒素成分表达的区域异质性，收集的毒素肽反映了粗毒液的组成，并显示出生物活性。

  3. 核心结论
    本研究成功地将类器官技术扩展到了爬行动物组织，建立了一个可实验操作的模型系统，代表蛇毒腺。这些毒腺类器官不仅能够表达和维持毒素成分的特征，还能反映蛇的生物学特性。通过这种模型，研究者能够深入探讨毒液成分的功能及其生物学影响。

  4. 研究意义和影响
    本研究为理解爬行动物毒液的生物学提供了新的实验工具，可能推动毒液研究的进展，并为开发新药物提供灵感。通过建立蛇毒腺类器官，科学家们可以更容易地研究毒素的功能、机制以及其在生态和进化中的角色。此外，该研究还展示了类器官技术在其他爬行动物研究中的潜在应用，开辟了新的生物医学研究领域，可能对再生医学和细胞治疗等领域产生深远影响。

引用本文的文献 ​

  1. A brief history of organoids. - Claudia Corrò;Laura Novellasdemunt;Vivian S W Li - American journal of physiology. Cell physiology (2020)
  2. Toxinology provides multidirectional and multidimensional opportunities: A personal perspective. - R Manjunatha Kini - Toxicon: X (2020)
  3. Causes and Consequences of Snake Venom Variation. - Nicholas R Casewell;Timothy N W Jackson;Andreas H Laustsen;Kartik Sunagar - Trends in pharmacological sciences (2020)
  4. Translating Embryogenesis to Generate Organoids: Novel Approaches to Personalized Medicine. - Sounak Sahu;Shyam K Sharan - iScience (2020)
  5. Cancer research using organoid technology. - Kai Kretzschmar - Journal of molecular medicine (Berlin, Germany) (2021)
  6. Gradual and Discrete Ontogenetic Shifts in Rattlesnake Venom Composition and Assessment of Hormonal and Ecological Correlates. - Richard B Schonour;Emma M Huff;Matthew L Holding;Natalie M Claunch;Schyler A Ellsworth;Michael P Hogan;Kenneth Wray;James McGivern;Mark J Margres;Timothy J Colston;Darin R Rokyta - Toxins (2020)
  7. Physiological demands and signaling associated with snake venom production and storage illustrated by transcriptional analyses of venom glands. - Blair W Perry;Drew R Schield;Aundrea K Westfall;Stephen P Mackessy;Todd A Castoe - Scientific reports (2020)
  8. Organoids to model liver disease. - Sandro Nuciforo;Markus H Heim - JHEP reports : innovation in hepatology (2021)
  9. Insights into how development and life-history dynamics shape the evolution of venom. - Joachim M Surm;Yehu Moran - EvoDevo (2021)
  10. Vitamin D sufficiency enhances differentiation of patient-derived prostate epithelial organoids. - Tara McCray;Julian V Pacheco;Candice C Loitz;Jason Garcia;Bethany Baumann;Michael J Schlicht;Klara Valyi-Nagy;Michael R Abern;Larisa Nonn - iScience (2021)

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