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科学家发明新型器官培育技术 或可解决器官短缺问题

加州大学旧金山分校的研究人员研发了一套系统,使细胞能够像胚胎发育过程一样、自动发育为各类复杂器官。

北京时间6月5日消息,据国外媒体报道,一项新研究称,科学家发明了一类新型合成组织,能够被培育为任何人体部分。

加州大学旧金山分校的研究人员研发了一种新型化合物,可模拟DNA使细胞分化为不同组织的指令。利用该方法,科学家可让这些细胞自动分化出不同的结构和颜色,正类似于早期胚胎发育过程。

能够通过这种程度的控制创造复杂生理组织,意味着科学家也许不久便可弃用3D打印、改用这种更加自然的方式培育器官。

如今全世界都面临器官短缺问题,约11.4万人只能抱着一线渺茫的希望苦苦等候。现代医学在器官移植领域取得了巨大飞跃,减少了器官排异几率,且找到了获得更多可移植器官的方式。但这还不够。全球平均每天都有20人因等不到合适的器官而逝世。

先进实验室如今开始用3D打印技术解决器官短缺问题,为患者培育个人定制的器官。但目前用这些技术成功培育出的器官还相当有限。

还有越来越多的科学家采用干细胞培育器官。但截至目前为止,实验室中仅“凭空”培育出过11个器官,且其中很多只是真实器官的微缩版。

用3D打印制造器官成本低廉,一度令医疗界十分激动,但该技术只能生成皮肤、血管这样的扁平器官或膀胱之类的中空器官。

“人们经常谈到3D打印器官,但该技术其实和天然器官的发育方式截然不同。想象一下,如果要你把一个个细胞仔细安置到位、再用胶水黏上,用这种方法打造出一个人类,那该有多难。”温德尔·利姆博士(Dr Wendell Lim)表示,“要打印出一个完整的器官、确保它和血管及身体各处联结无误也同样困难。”

该研究的共同作者、利姆博士实验室研究院科勒·罗伊巴尔博士(Dr Kole Roybal)研发了一种名为SynNotch的技术,让科学家们可以对细胞进行编辑,使其能够相互沟通、协作,从而发育为成熟组织,为医生们省去培育组织的繁琐工作,比此前的器官培育技术进步了许多。

就算器官能长到可用于移植手术的大小,手术过程也将面临重重风险。医生需要将器官与必要的血管和神经相连,确保器官能够发挥功能。

“如果我们能在患者体内直接培育出新器官,让它们自己长到合适的位置上,岂不很好?”利姆博士表示。

他研发的系统也许可以实现这一点。在该团队开展的实验中,SynNotch技术可向胚胎细胞传输指令,使其分化为胚胎的三层组织层。这些细胞不仅能遵从指令、立即分化特定形状和颜色的组织,还能像真正的胚胎一样,慢慢地自己长大。

“这种能够自我整合的系统的美妙之处在于,它们可以自动完成,且过程紧凑。你只需向系统中投入一两个细胞,它们就会开始生长、排列,自己解决各种细节问题。”利姆指出。

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