微型肺類器官可批量生產(chǎn) 或?qū)⒏淖兾磥矸尾⊙芯糠绞?/h1>

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2025-12-05 14:42:06  國際科技創(chuàng)新中心

近日，德國杜伊斯堡—埃森大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在《生物工程與生物技術(shù)前沿》雜志發(fā)表最新成果，宣布成功研發(fā)出一種自動(dòng)化制備系統(tǒng)，能夠大規(guī)模生產(chǎn)微型肺類器官。這一技術(shù)不僅能更好地模擬真實(shí)肺組織結(jié)構(gòu)，用于藥物篩選和治療反應(yīng)評估，還避免了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中對動(dòng)物材料的依賴，被認(rèn)為是肺病研究領(lǐng)域的一項(xiàng)突破。

研究團(tuán)隊(duì)首先利用干細(xì)胞作為起點(diǎn)，讓其在培養(yǎng)皿中不斷增殖。當(dāng)細(xì)胞數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模后，再將其分離、誘導(dǎo)，使其形成小型聚集體，即胚狀體。之后，這些胚狀體被轉(zhuǎn)移至特制的生物反應(yīng)器當(dāng)中，反應(yīng)器內(nèi)部含有有利于類器官發(fā)育的培養(yǎng)液，可為其提供穩(wěn)定而均勻的生長環(huán)境。與此同時(shí)，研究人員在實(shí)驗(yàn)室中以傳統(tǒng)方式人工培養(yǎng)了一批類器官，作為對照組。

在反應(yīng)器中生長約四周后，團(tuán)隊(duì)對兩組類器官進(jìn)行多項(xiàng)分析，包括顯微觀察、免疫熒光染色、免疫組化檢測以及RNA測序，旨在全面了解其發(fā)育情況、細(xì)胞構(gòu)成與兩種培養(yǎng)方式之間的差異。

結(jié)果顯示，不論是人工培養(yǎng)的樣本，還是在生物反應(yīng)器中生成的類器官，都成功發(fā)育出了具有氣道和肺泡特征的三維肺樣結(jié)構(gòu)。RNA測序進(jìn)一步證實(shí)，它們形成了典型的上皮細(xì)胞與中胚層肺細(xì)胞，具備與真實(shí)肺組織相似的組成。

不過，兩組類器官在細(xì)胞比例方面略有不同。人工培養(yǎng)的類器官中肺泡細(xì)胞數(shù)量相對更多；相比之下，生物反應(yīng)器生成的類器官體積更大，但肺泡樣結(jié)構(gòu)偏少。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這些差異與兩種培養(yǎng)環(huán)境的營養(yǎng)供應(yīng)模式與生長條件相關(guān)。

相比傳統(tǒng)手工培養(yǎng)方式，生物反應(yīng)器最大優(yōu)勢在于——可以一次性批量生成數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)類器官，大幅減少人工操作量，提升實(shí)驗(yàn)效率。這意味著肺部疾病模型的構(gòu)建速度將顯著加快，有助于推動(dòng)藥物開發(fā)和疾病機(jī)理研究。

研究人員表示，未來患者甚至可能利用自身組織，借助這一反應(yīng)器定制個(gè)性化肺類器官，用來提前評估某種藥物或療法是否適合自己，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的治療方案測試。

這一成果的出現(xiàn)，為肺病研究提供了更高效、更標(biāo)準(zhǔn)化的模型構(gòu)建方法，也為個(gè)性化醫(yī)療留下了廣闊想象空間。

(責(zé)任編輯：0764)

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