在最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》中 ， 美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校研究人員報告稱 ， 他們開發(fā)出一種構(gòu)建功能性體外神經(jīng)組織模擬物的新方法 ， 利用該方法構(gòu)建的三維（3D）神經(jīng)組織模型 ， 不僅能保持神經(jīng)組織的電生理活性 ， 還可根據(jù)需要將模擬物制成不同形狀的模型 ， 以適應(yīng)多種平臺應(yīng)用 。
類人體組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計、模型開發(fā)對于生物醫(yī)學(xué)研究和工程應(yīng)用都非常重要 。 與2D模型相比 ， 3D模型在概括組織結(jié)構(gòu)和功能方面更精準、有效 。 如能根據(jù)需要控制要創(chuàng)建的3D組織模型的形狀和大小 ， 則更有助于相關(guān)研究和應(yīng)用開發(fā) 。 但就體外神經(jīng)組織模型來說 ， 要做到這一點十分困難 。
此次伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校研究人員開發(fā)的新方法 ， 使用了干細胞、纖維蛋白基質(zhì)和3D打印模具 。 由水凝膠和纖維蛋白制成的毫米到厘米級結(jié)構(gòu) ， 沒有剛性支架 ， 因此可以根據(jù)需要被制成多種形狀 。 這種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢讓模擬物具有了更大的應(yīng)用空間 ， 例如 ， 將其放置在一個圓柱形玻璃棒上 ， 在以前是很難做到的 ， 但如果這個3D神經(jīng)組織模型是環(huán)狀的 ， 就可以輕松達成目標 。
在研究過程中 ， 研究人員先使用了小鼠胚胎干細胞進行實驗 ， 通過優(yōu)化細胞播種方案 ， 表征構(gòu)建身體內(nèi)部結(jié)構(gòu) ， 重塑細胞外基質(zhì) ， 驗證構(gòu)建體電生理活性等系列研究 ， 獲取實驗數(shù)據(jù) 。 隨后 ， 基于這些實驗發(fā)現(xiàn) ， 研究人員使用源自人類胚胎干細胞的神經(jīng)元來制造模型 ， 最終完成了多種形狀的3D人類神經(jīng)組織模擬物的構(gòu)建 。
研究人員表示 ， 他們的新方法有助于推動各種體外功能性神經(jīng)組織模型的設(shè)計開發(fā) ， 進而提供更好的工具 ， 幫助科學(xué)家更深刻地理解神經(jīng)科學(xué)和各類神經(jīng)疾病 ， 推進疾病研究和新藥開發(fā) 。
總編輯圈點
【新方法構(gòu)建體外3D神經(jīng)組織模型】神經(jīng)系統(tǒng)的損傷是一種嚴重影響人們生活的疾病 ， 而目前針對這類損傷 ， 還沒有一種特效性的療法 。 因為神經(jīng)組織包括數(shù)量極其龐大的神經(jīng)元 ， 而它們接受刺激、傳導(dǎo)沖動和整合信息的能力 ， 人類至今也不能說了解透徹 。 鑒于此 ， 一個源自人類胚胎干細胞的神經(jīng)元形成的3D神經(jīng)模型 ， 就具有無可比擬的研究參考價值 ， 科學(xué)家可以從中更好地了解神經(jīng)訊號傳遞、學(xué)習以及退化的復(fù)雜過程 ， 最終在治療中 ， 實現(xiàn)對癥下藥 。
推薦閱讀
- 一種新方法找到讓人類和猩猩不同的腦區(qū)
- 新方法成功從小鼠體內(nèi)去除艾滋病病毒
- 新方法能消滅傳播疾病的蚊子
- 我學(xué)者首次構(gòu)建出鋸齒型碳納米管片段
- 耐腐蝕新方法解決海水制氫難題
- 科學(xué)家找到環(huán)氧樹脂固化新方法：不僅快速且消耗能量極小
- 聚酯可控聚合解聚新方法問世
- 研究人員找到新方法讓啤酒廢料變成高價值炭
- “超臨界水分解”新方法將含碳廢物變能源
- 太陽能無人機構(gòu)建空中局域網(wǎng)取得階段性成果