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科技日報記者?張夢然
澳大利亞悉尼大學和韋斯特米德兒童醫(yī)學研究所團隊為細胞創(chuàng)建了“操作手冊”：他們使用三維（3D）光刻打印技術創(chuàng)建了一個復雜的環(huán)境，以組裝模仿器官結構的組織。該技術發(fā)表在最近的《先進科學》雜志上，是朝著實現3D打印組織和器官邁出的重要一步。
細胞“操作手冊”未來用于3D打印人體組織、骨骼和器官。圖片來源：澳大利亞悉尼大學
就像電唱機的唱針導航乙烯基凹槽來播放音樂，細胞會使用蛋白質和機械觸發(fā)器來導航其復雜的環(huán)境，復制發(fā)育過程。團隊在最新研究中，就利用微觀機械和化學信號重建了發(fā)育過程中的細胞活動。
研究人員表示，從細胞中構建組織需要詳細的指導，這與用許多不同的部分構建樂高建筑物沒有什么不同。圖片來源：澳大利亞悉尼大學/阿爾達拉米
與樂高搭建類似，用細胞建造組織也需要詳細規(guī)劃指導，否則細胞可能會以錯誤的結構、不可預測的方式組合。該研究用一種全新3D打印方法對細胞下指令，指導每個構建塊應該去哪里，以及如何與其他塊聯(lián)系。通過這種方法，團隊創(chuàng)建了一種骨脂肪組件，其結構類似于早期哺乳動物發(fā)育中骨骼和組織的集合。
過去，科學家可以培養(yǎng)干細胞以產生多種細胞，但無法控制它們如何在3D中分化和組裝。此次團隊成功利用生物工程和細胞培養(yǎng)方法，指導源自血細胞或皮膚細胞的干細胞成為可組裝成器官樣結構的特殊細胞。他們表示，這一方法能使細胞創(chuàng)造出更好、更接近天然的組織。
除了理解錯綜復雜的“生命說明書”之外，這種方法還具有巨大的實際意義。例如，在迫切需要器官移植的再生醫(yī)學中，其能促進可供移植器官的生長；其還有助于科學家了解器官如何發(fā)育和發(fā)揮功能，以及錯誤發(fā)育如何引起人類疾病，進而有助于開發(fā)細胞和基因療法，提供臨床相關干細胞生產的能力，最終治療甚至治愈目前難以解決的疾病。
總編輯圈點：
細胞的成長發(fā)育是一個復雜動態(tài)的過程。它們仿佛冥冥之中受到什么指引，能夠按部就班地分化，成長為具有不同形態(tài)和功能的細胞，然后繼續(xù)分裂，產生更多同類型的細胞。當人類嘗試創(chuàng)建細胞，便也需要掌握這種“指引”的技巧，讓細胞以正確的結構、以預判的方式組合。對，這種技巧相當于細胞組裝的“操作手冊”。對著手冊，就可以讓細胞構建出更接近天然的組織，它能在人類生命健康領域發(fā)揮作用，幫助人們攻克更多醫(yī)學難題。
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