在生命科学的浩瀚领域,科学家们正不断探索突破人体器官培养的极限。由上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞课题组领导的一项突破性研究,为培养皿中重现人体神经、肌肉和骨骼交互作用的复杂世界开辟了一条新途径。
这项研究发表在《细胞-干细胞》杂志上,揭示了如何利用人类多能干细胞构建首个自组织的人类神经肌肉骨骼类器官(hNMSOs)。这些微型类器官约为数毫米见方,包含了三个独特的区域,分别模拟着脊髓、骨骼肌和骨骼组织。
hNMSOs的诞生依赖于多谱系共发育策略。研究人员让肌肉、骨骼和神经细胞共同悬浮培养,创造了一个环境,让这三种组织类型能够通过细胞间相互作用自发地形成。
研究发现,hNMSOs不仅在形态上与真实组织相似,而且还表现出它们的关键功能。神经组织具有电生理活动,并能控制骨骼肌收缩。骨骼组织为骨骼肌提供支撑,促进其发育。
hNMSOs作为强大的人体模型,将为研究神经、肌肉和骨骼疾病提供前所未有的机会。它们可以模拟关节炎、渐冻症和脊髓性肌萎缩症等疾病的复杂病理环境,帮助科学家探索潜在的干预策略。
然而,从类器官到完整器官的道路漫长且充满挑战。类器官模型的复杂性仍然不及真正的器官,需要进行大量的基础研究和技术突破。例如,大脑作为最复杂的器官,其重构面临巨大的挑战,也存在复杂的伦理问题。
尽管面临挑战,hNMSOs的出现标志着培养皿中创建复杂生物组织的里程碑。这项研究为未来医学研究和再生医学应用铺平了道路,有望为治疗各种人类疾病提供新的希望。
在继续这项激动人心的探索时,科学家们需要权衡科学进步和伦理责任。他们必须谨慎地考虑类器官技术的潜在影响,确保其应用始终符合人类的最大利益。
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