人体细胞制成可眨眼三维人眼模型

2019-08-09 16:29:13 来源: 科技日报-中国科技网 作者: 张梦然

科技日报记者  张梦然

据英国《自然·医学》杂志网络版5日报道,美国科学家利用人体细胞,制成了可眨眼的三维人眼模型,有望取代目前通用的动物模型。

众所周知,细胞是生物体结构和功能的基本单位。细胞在机体中会呈现有序的空间分布,也拥有分工合作的若干组分,还有信息中心对细胞的代谢和遗传进行调控。细胞的结构复杂而精巧,各种结构组分配合协调,使得生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。

人体器官具有非常复杂的多细胞结构,这些结构好比“守门人”,可以隔离外部环境,起到维持稳态的作用。长期以来,人类对这些细胞组织屏障的了解不断深入。但现阶段,要仿效它们的各种特征,依然存在巨大的挑战。

图片说明:正在制作的3D眼表模型 (图源:宾西法尼亚大学)

而此次,美国宾夕法尼亚大学的一个科学家团队,通过模拟人眼最外层的几何学结构和细胞组成,开发了一个3D眼表模型。研究团队先将来自角膜和结膜的组织细胞放在气—液界面中创建一个眼表,再将眼表放入平台里培养,让它接触泪液和能模拟自发眨眼行为的人工水凝胶眼睑。利用该平台,该团队成功模拟了蒸发过强型干眼症,并测试了一种研究药物的治疗效果。

团队认为,虽然这种基于细胞的最新系统未来可能会最终取代现有动物模型,但仍需开展进一步研究,证明它具备参与未来药物发现和测试的能力。

此外,团队还需探索如何在这些模型中加入其他细胞类型和功能,如血管、免疫细胞和神经支配。

总编辑圈点

一般来说,药物的安全性和有效性测试,要仰赖动物模型。但动物模型的培养周期较长,而且随着治疗方法越来越复杂,模式动物的反应也未必能预测人类对药物的反应。科研人员选择另辟蹊径,基于人体细胞来构建人体器官模型,从而真正再现人体生理学。文中提到的三维人眼模型能够模拟干眼症,于是,模型摇身一变,就成了绝佳的药物测试载体。由人体细胞制成的模型具有成为药物筛选平台的潜力,不过,若真要广泛应用,我们还需要更多模型,模型还需具备更多功能。

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责任编辑: 余昊原
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