{科研}有报道称，小小类器官 承载移植梦

经过近10年的快速发展，科学家们已经能够在实验室中利用细胞培养、分化和自组装成各种类似人类组织的三维结构，并制造出肝脏、胰腺、胃、心脏、肾脏甚至乳房等各种器官。在英国著名的学术期刊《发展》三月号上，以特别版的形式对器官样研究领域进行了全面的回顾。

据《科学》杂志网站介绍，这些实验室器官并不是随机聚集的各种细胞，而是具有类似于真实器官的复杂结构，比如肾脏上微小血管的显微观察，大脑皮层或肠道中的褶皱。

但是这些器官真的是真器官的“微缩版”吗？能否用于体外模拟疾病，测试新药，最后移植人类作为替代器官？

体内完全复制真实情况是不可能的。这些由大量细胞聚集而成的器官，可以在很多方面模拟真实器官的内部结构，但一些与真实器官的功能和发育密切相关的结构特征仍然不可用，如缺乏血管系统，而血管系统是人体器官生长发育中获取能量的重要结构。所以，到现在为止，类似的器官还不能称之为真实器官的“缩小版”，仍然是微型的、简单的器官模型。

一些谨慎的专家认为，目前还不清楚类器官能在多大程度上模拟真实器官。约翰霍普金斯大学一位研究寨卡病毒迷你脑的神经科学家认为，到目前为止，研究人员还未能赋予类似器官的免疫系统，因此在筛选药物时，无法完全复制体内的真实情况。

但比起只能在实验室培养2d结构的科学家长，3d器官又前进了一大步。现在，研究人员可以用它们来模拟人类早期发育中器官形成的过程，研究基因突变和传染病对正常器官功能的影响。

目前，各种器官都是利用干细胞技术，通过在实验室中精确模拟人体发育条件，将干细胞分化为不同类型的细胞，并自组装成器官的基本结构。这些干细胞主要来自诱导多能干细胞(ips细胞)和成体干细胞。

一些诱导多能干细胞是从人类胚胎中分离出来的，而另一些被诱导发育成体细胞。理论上，它们可以分化成任何一种人类细胞。这些器官可以再现器官形成的最初几周和几个月的发育过程，帮助研究人员识别发育过程中的各种错误，如导致肠道中一些重要细胞缺失的基因突变。"你可以在培养皿中看到这种先天性缺陷的形成."辛辛那提儿童医院的发育生物学家詹姆斯·威尔斯说。

诱导多能干细胞的器官样也可以为神经科学研究提供发育模型。例如，借助类脑，研究人员揭示了寨卡病毒拦截并杀死神经前体细胞的过程，从而掌握了寨卡病毒减缓大脑发育导致新生儿小头畸形的机制。

一些类似的器官是从成体干细胞中获得的。与诱导多能干细胞相比，这些干细胞的器官样结构更简单，但仍为器官研究提供了有力的工具。用这种方法获得的肝、胃、小肠、胰腺等器官，可以用来研究遗传差异对器官功能的影响，测试人体对新药的反应。

人体移植还需要10年。目前，已有一种器官在检验药物作用机制方面显示出其临床价值。荷兰干细胞生物学家汉斯·克利夫斯(Hans Clives)和他的同事用从囊性纤维化患者体内提取的小肠细胞培养小肠器官，并测试了富泰制药公司开发的一种新药。发现该新药能使小肠粘膜对盐和水的吸收功能恢复到与健康肠道相同的水平，且不引起炎症反应。Clives说，他们已经培养了7个儿童的肠样模型，并根据这些肠样器官的测试结果，为他们开发了最有效的个性化药物方案。

研究人员还希望类似的器官可以植入人体，以修复受损的器官。已经研究了将微肝和小肠植入小鼠以观察它们的发育。另一些人使用实验室培养的微型组织来治疗早产儿感染引起的肠道损伤，并计划在患者腹部培养一个肠道，然后在体内将其连接到肠道。

然而，器官样研究和应用的标准化仍有待解决。威尔斯说，虽然10年前，人类无法想象在实验室里培养出这么多类似的器官，但类似的器官要“活”在人体内，实现人体移植，可能至少还需要10年时间。