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这十个人体芯片,能“组装”出世界上最小的人


这十个人体芯片,能“组装”出世界上最小的人

现如今,“人体芯片”已经越来越多的出现在我们的视野里,成为了一个个科学奇迹。最近曝出科技家用十种人体器官微型模型连接在一起,以创造出最接近我们人体芯片的模型。虽然该系统仅存活了四周,但却让科学家测试到常见止痛药对多个器官的影响。麻省理工学院的Linda Griffith说:“这样的系统最终可能会废除动物测试。”

现在世界各地的科学家们一直在开发人体芯片。这些通常包含三维结构、形状各异的“细胞”,通过富含营养物质的液体连续流动而保持“存活”。由于它们可以互相连接,并能实时显示出细胞间物质和药物的流动情况,这使得它们比体内细胞或动物模型更能代表人体器官。2011年,Griffith和她的同事们被美国国防部高级研究计划署授予3700万美元的资助,用以拓展研究这个计划。

团队人员从小鼠身上取下一个小样本,放在“脑芯片”设备中:组织悬挂在两层塑料之间,并被富含营养液体包围。微型大脑只是人体芯片所复制的内部器官之一,从跳动的心脏、呼吸的肺、肝脏、输卵管,这些器官名单不断增长。每个微器官都含有由营养丰富的液体维持其活力。这些细胞还可以用传统细胞培养的方式在体内产生反应。但即使是最先进的芯片器官,如今也无法完全代表活体器官的功能。

这十个人体芯片,能“组装”出世界上最小的人

​不过在不久的未来,这种装置或许能够让科学家们不再依赖于老鼠等动物进行早期的药物测试。此外,在器官模型上进行药物测试能够更准确的反应人体对于药物的真正反应。因为动物的器官与我们人类的器官存在尺寸和构成上存在不小差异。

这种人体芯片装置能够将10种不同器官的细胞整合到一起,让科学家们能够精准操控分子交换的流速以及药物的分布。并且,这种装置还可以被多次利用的。在麻省理工学院进行的研究中,这套“人体器官”维持成活了长达4周时间。而芯片上的器官也表现出像真正的人体器官一样,甚至还产生相似的蛋白质。当该团队将一种名为双氯芬酸的常用止痛药应用于肠道芯片时,他们发现其他芯片似乎做出了类似人体器官的反应。

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​接下来,团队还希望能够开发出代表脂肪的芯片。如果能成功,这将为处理药物的开发发挥着重要作用。Griffith说:“我们距离拥有真正的人为芯片还有很长的路要走。”但和她的同事现在正在研究如何将细菌添加到肠道芯片中,以更好地了解微生物群的作用。他们希望将这个芯片连接到大脑和免疫系统芯片,从而展开对帕金森病的研究。

Griffith还希望创造出在实验室动物中难以研究的子宫内膜异位症的微型模型,并用于研究细菌性阴道炎等感染的宫颈片。相信随着技术的发展以及研究的深入,器官芯片技术必将广泛应用于生命科学、医学、药学等领域的研究中。(科技新发现 康斯坦丁/文)​​​​

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