温州网讯 近日，世界顶级期刊《自然》发表了清华大学航天航空学院生物力学与医学工程研究所副所长、副教授邵玥团队及其合作者的重磅研究成果——“人胃类器官模拟早期胃发育的区域图式形成”，国科温州研究院副研究员林峰是论文共同第一作者和共同通讯作者。
胃发育与经典理论相悖
经典发育生物学认为，WNT信号就像一个有规律的“指挥官”，它的浓度沿着器官的前—后轴梯度递增，也就是说，从器官的前部到后部，WNT信号的强度逐渐增强，并且通过这种递增的方式来调控各器官前后组织图式的分布。这就好比一队士兵，从前到后，接收的指令强度逐渐增加，能有序完成各种任务。
WNT是一种蛋白家族的缩写，核心是一类能给细胞传递发育指令的信号分子，可以理解为胚胎发育时的“通信兵”。这类信号分子的核心作用是调控胚胎器官的形态建成，比如指挥细胞“该长成什么组织”“该待在哪个位置”，是发育过程中不可或缺的关键指令载体。
然而，对胃的发育来说，情况却不一样。胃的非对称发育，并非依赖经典理论中由前向后递增的WNT信号梯度，而是依赖于一个完全相反的、由前向后递减的梯度。这就好比一支士兵队伍，按常规本应听从由前到后指令逐渐增强的指挥，但在胃这个“特殊部队”中，却需要一种从前到后指令强度逐渐减弱的指挥模式，才能顺利执行任务。这与传统的“指挥官”的指挥方式产生了冲突，这个矛盾就是困扰学界20年的“胃发育WNT信号梯度悖论”。
类胃囊解开反向信号之谜
通过对类胃囊模型的动态监测与分子机制解析，“人胃类器官模拟早期胃发育的区域图式形成”研究团队找到“信号梯度悖论”的答案：神经组织是调控胃器官前后非对称发育的专属信号中心。这一发现首次将神经组织纳入器官发育的“核心调控网络”，彻底解释了胃发育为何需要反向WNT信号梯度。
“人胃类器官模拟早期胃发育的区域图式形成”不仅破解了困扰学界20年的胃发育“信号梯度悖论”，更构建出可模拟人类早期胃发育的类胃囊模型，为器官发育机制研究与转化医学应用开辟了全新路径，其价值远超胃发育研究本身。
为器官再生研究奠定基础
林峰介绍，该研究首次证实神经组织可作为器官发育的“专属信号中心”，通过非对称分布自主构建反向WNT信号梯度，完美解释了胃发育与经典理论的矛盾，使器官发育信号调控理论更趋完整，为其他信号异常的器官研究提供了理论参考。
另一方面，该研究拓展了多谱系协同的理论边界，为肺、胰腺等复杂器官的发育机制研究提供了新的理论框架。
林峰说，该研究填补了人类早期胃发育研究的空白。由于人类早期胚胎样本匮乏且遗传学操作受伦理限制，学界对人类胃早期发育的认知长期依赖小鼠模型。类胃囊模型可模拟人类胃从胚胎第5周开始的发育过程，为直接研究人类胃发育机制提供了可编辑、可观测的工具，解决了该领域“无模型可用”的困境。
其次，该研究有望助力胃疾病机制研究与药物研发。胃炎、胃溃疡、胃癌等疾病的发生常与胚胎发育时期的组织图式异常相关。类胃囊模型可模拟NR2F2缺失导致的胃底—胃窦失衡等胃发育异常，帮助科学家解析胃疾病的发育起源；同时，该模型可作为药物筛选平台，测试药物对胃细胞分化、功能的影响，加速胃疾病治疗药物的研发进程。
最后，该研究或可推动“人工胃器官”构建迈出关键一步。当前器官移植面临供体短缺的全球性难题，构建人工可移植器官是重要解决方案。类胃囊模型已实现胃底与胃窦的双极分化，为后续构建结构完整、功能成熟的人工胃器官提供了核心技术原理，为器官再生研究奠定基础。
来源：温州晚报
原标题：清华、温州科研人员联手破解20年科学谜题 推动“人工胃器官”构建迈出关键一步
华凌
