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无需动物材料的类脑活体支架 — 等级 B2 — a mouse sitting on top of a wooden table

无需动物材料的类脑活体支架CEFR B2

2025年12月6日

改编自 Jules Bernstein - UC Riverside, Futurity CC BY 4.0

照片: Matthew Mejia, Unsplash

等级 B2 – 中高级
5 分钟
300

由加州大学河滨分校生物工程副教授Iman Noshadi领导的团队,在没有使用任何动物衍生材料或额外生物涂层的情况下,培育出具有功能性和类脑组织样特征的活体组织。成果发表在Advanced Functional Materials上,第一作者是Noshadi实验室的博士生Prince David Okoro。

团队以聚乙二醇(PEG)为主要材料,将其重塑为带有互联孔隙的纹理化基质。与传统依赖动物来源涂层的方法不同,新方法去除了这些成分的不确定性。研究人员在套叠的玻璃毛细管中让水、乙醇和PEG流动,当混合物遇到外层水流时开始分离,随后用一束闪光固定分离状态,锁定多孔结构。这些孔隙允许氧气和营养物质在材料内循环,从而为供体干细胞提供养分并支持长期培养。

成熟的细胞能展示供体特异的神经活动,形成功能性神经网络,因此可以用于研究创伤性脑损伤、中风或阿尔茨海默等疾病,并直接测试针对特定神经疾病的药物。该模型有望减少在以人类为目标的研究中使用动物脑组织,亦与美国食品药品监督管理局逐步取消药物开发中动物测试要求的努力相一致。

研究始于2020年,当前支架宽约2毫米。Noshadi的启动基金来自加州大学河滨分校,Okoro的工作由加州再生医学研究所资助。团队正努力扩大模型规模,已提交一篇关于肝组织的相关论文,下一步目标是开发互联的器官级培养体系以研究器官间的相互影响。

难词

  • 衍生材料从其他生物组织得到的材料
    动物衍生材料
  • 基质支撑细胞生长的材料或环境
    纹理化基质
  • 互联孔隙相互连通的空隙便于物质流通
  • 套叠一个物体套在另一个物体之上
  • 毛细管非常细小的管子能让液体流动
    玻璃毛细管
  • 闪光固定用短暂强光使结构保持原状
  • 干细胞能分化为不同细胞类型的原始细胞
    供体干细胞
  • 神经网络由神经细胞相互连接形成的信号系统
    功能性神经网络

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讨论问题

  • 不使用动物衍生材料和额外生物涂层培养组织,可能带来哪些优点和挑战?请说明理由。
  • 团队计划扩大模型规模并开发互联的器官级培养体系,你认为这会如何改变研究器官间相互影响的方法?
  • 如果这种人源化模型被广泛用于药物测试,对减少动物组织使用和监管政策可能有什么实际影响?请给出你的看法。

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