大脑类器官横截面。神经元(绿色)、干细胞(红色)、其他细胞(蓝色)。(IMBA/兰开斯特/维基共享资源/CC-SA-BY 4.0)
我们身体的器官是复杂的 3D 结构,由多种组织类型组成,所有组织相互作用,在维持我们生命方面发挥着特定作用。
为了了解它们是如何发育、发挥作用以及有时会失效的,科学家们常常被迫在它们停止生长很久之后以保存状态对它们进行研究。
随着新型生物模型的进步,这一切都在改变。类器官。
什么是类器官?
类器官是在活体外部创建的器官的小型、简化的 3D 副本,通常通过用营养物质和化学信号(生长因子)处理组织或干细胞的组合来生长,以鼓励它们分化和自组织。
这些复制品的尺寸通常从一根头发的宽度到几毫米(一英寸的几分之一)不等,远远不能实现原始器官的全部功能;但根据它们的设计方式,它们可以分解并生产出类似的材料,甚至可以模仿它们在真实身体内的行为来生长。
类器官如何发挥作用?
开发类器官的目的往往是研究在动物模型中不易看到的目标器官的特定特征,使研究人员能够更好地控制隔离活体的功能组织,并允许他们密切观察特定的变化以及发展的顺序。
至少从20世纪初开始,研究人员就一直鼓励复杂的组织排列在体外培养物中在实验室设备中生长,干细胞研究的进步使研究人员能够在实验室中创造更接近于变化的环境的条件。身体。
到 2006 年,科学家们成功地在玻璃器皿中制造出了一种微小的、有血管的肝脏,它的功能可以持续大约两个月。各种各样的干细胞衍生类器官很快出现,为了解肠、肾、心脏、眼睛甚至大脑的发育和功能提供了见解。
我们可以用这种方式培育整个器官吗?
类器官目前被用作研究癌症或神经系统疾病等疾病发展的工具,或各种生长因子的影响、其他化学物质(毒性和治疗性)的影响。
随着器官复杂性的增加以及化学和物理与其他组织和器官的接近度的微妙影响的增加,模仿器官发育的能力变得越来越困难。例如,如果没有免疫系统的整合和血管的适当扩散,很少有生物能够长成正确的形状或采用正确的结构。缺乏通过血管的营养供应也限制了它们的大小。
这些挑战限制了我们对类器官进行研究的深度以及我们使用它们作为器官替代品的能力。
理论上,我们对类器官发育的了解可以用来改善未来可移植组织的产生。研究人员已经在寻找克服局限性的方法,通过开发变通办法、在组合类器官之前单独培养类器官,或者使用晶格来提供赋予组织形状的框架。
大脑类器官符合伦理吗?
在培养皿中生长出毛茸茸的皮肤组织层或代谢性的肝脏滑行可能会让一些人感到不舒服,但只有类器官心脏组织的跳动或类器官大脑皮层产生的脉冲才会引起伦理道德的考虑。
培养大脑类器官的伦理学正在慢慢吸引人们曾经只关注胚胎发育问题的关注。“人类”神经组织的活动什么时候才足够?
一方面,类器官为神经发育模型提供了急需的见解,使我们能够更好地了解阿尔茨海默病或自闭症等疾病。
然而,它们遵循反映实际胚胎神经系统的趋势,甚至闪烁着我们可能在新兴大脑中看到的那种电波,这与对个人自主性定义的哲学和道德担忧有重叠。
所有解释者均由事实核查人员确定在发布时正确且相关。作为编辑决定,文本和图像可能会被更改、删除或添加,以保持信息最新。
免责声明
本文内容(图片、文章)翻译/转载自国内外资讯/自媒体平台。文中内容不代表本站立场,如有侵权或其它,请联系 admin@eiefun.com,我们会第一时间配合删除。