肠道神经系统（enteric nervous system，ENS）对于胃肠蠕动、分泌、血液流动、上皮屏障通透性和液体交换都非常重要。大多数ENS起源于迷走神经嵴细胞（neural crest cells，NCCs）。神经嵴细胞起源于背部神经管，之后在人胚胎第4周迁移至前肠。然后，NCCs增殖，并在人妊娠7周前迁移至整个胃肠道。如果肠道NCCs无法在胃肠道正常迁移、增殖、生存或分化，则ENS的结构和功能会发生缺陷，并且患者将出现一系列的肠神经病变。肠神经病变研究缺乏人ENS模型系统，可能是该病诊治进展缓慢的原因。
美国辛辛那提儿童医院医学中心的Michael J Workman等人采用了组织工程学方法，使多能干细胞（pluripotent stem cells，PSCs）生成含有功能性ENS的人肠组织。2010年，类似的研究从干细胞生成了肠组织，但该肠组织缺乏ENS。Workman及其同事寻求建立含有功能性ENS的类肠器官（intestinal organoids，HIOs）。首先，他们从PSCs生成了胚胎期NCCs。然后，这些细胞经生物化学操作形成了肠神经元前体细胞。最后，研究者进行反复试验，以确定如何及何时将肠神经元前体细胞整合至发育中的HIOs。在建立了含有功能性ENS的HIOs后，研究者将该工程化组织移植至免疫系统受到抑制的小鼠体内，使其生长6周〜10周。期间，血管开始生长，提供氧气和营养，使新组织生长和成熟。此外，神经元和胶质细胞发生并组成神经回路和神经束，类似于人肠道。然后，研究者用该肠道模型研究了先天性巨结肠（Hirschprung’s disease）。在先天性巨结肠中，部分或所有肠道无法发育出正常的神经系统。HIOs所用的PSCs含有先天性巨结肠相关的基因突变，因此研究者可对先天性巨结肠的细胞和分子基础进行研究。
美国的研究者采用人多能干细胞，首次成功生成了含有功能性神经系统的肠道组织，这一模型系统可用于研究肠道疾病。（作者：黄希瑶)
参考文献： Nature Medicine 2017;23:49-59