人體細胞製成可眨眼三維人眼模型

科技日報北京8月5日電(記者張夢然)據英國《自然⋅醫學》雜誌網絡版5日報導,美國科學家利用人體細胞,製成了可眨眼的三維人眼模型,有望取代目前通用的動物模型.

眾所周知,細胞是生物體結構和功能的基本單位.細胞在機體中會呈現有序的空間分佈,也擁有分工合作的若干組分,還有信息中心對細胞的代謝和遺傳進行調控.細胞的結構複雜而精巧,各種結構組分配合協調,使得生命活動能夠在變化的環境中自我調控、高度有序地進行.

人體器官具有非常複雜的多細胞結構,這些結構好比“守門人”,可以隔離外部環境,起到維持穩態的作用.長期以來,人類對這些細胞組織屏障的了解不斷深入.但現階段,要仿效它們的各種特徵,依然存在巨大的挑戰.

而此次,美國賓夕法尼亞大學的一個科學家團隊,通過模擬人眼最外層的幾何學結構和細胞組成,開發了一個3D眼表模型.研究團隊先將來自角膜和結膜的組織細胞放在氣—液界面中創建一個眼表,再將眼表放入平台裡培養,讓它接觸淚液和能模擬自發眨眼行為的人工水凝膠眼瞼.利用該平台,該團隊成功模擬了蒸發過強型乾眼症,並測試了一種研究藥物的治療效果.

團隊認為,雖然這種基於細胞的最新系統未來可能會最終取代現有動物模型,但仍需開展進一步研究,證明它具備參與未來藥物發現和測試的能力.

此外,團隊還需探索如何在這些模型中加入其他細胞類型和功能,如血管、免疫細胞和神經支配.

總編輯圈點

一般來說,藥物的安全性和有效性測試,要仰賴動物模型.但動物模型的培養週期較長,而且隨著治療方法越來越複雜,模式動物的反應也未必能預測人類對藥物的反應.科研人員選擇另闢蹊徑,基於人體細胞來構建人體器官模型,從而真正再現人體生理學.文中提到的三維人眼模型能夠模擬乾眼症,於是,模型搖身一變,就成了絕佳的藥物測試載體.由人體細胞製成的模型具有成為藥物篩選平台的潛力,不過,若真要廣泛應用,我們還需要更多模型,模型還需具備更多功能.

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