让器官“种”在芯片上——器官芯片与类器官技术前沿
时间:2016-12-19 10:27 来源:中国科学报 作者:中国科学报 点击:次
未来,人体器官芯片或许能够取代动物实验,成为一种颇具前景的研究手段。中国科学院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿表示,随着中科院大连化物所微流控芯片研究组利用器官芯片技术成功构建出动态三维高通量血脑屏障模型,人体器官芯片的概念应被广泛认知。 取得突破性进展 新药研发通常需经过动物实验和临床试验,但动物与人体对药物的反应存在差异,导致动物实验在药物筛选中存在缺陷。器官芯片结合电子技术与生物科学技术,是一种含有人体活体细胞的生物芯片,融合了微流控技术、细胞生物学、生物材料与干细胞技术。它作为功能化的缩微组织器官,专门用于药效评价等研究。裴端卿指出,该技术在我国尚处探索阶段,但值得肯定,因为其对药物反应的评价数据更接近人体本身。大连化物所利用器官芯片技术仿生构建的动态三维血脑屏障模型,具有近生理环境的结构功能特性,可模拟体内脑生理病理微环境,为脑肿瘤药物筛选提供了新方法,弥补了二维细胞及动物模型的不足。此外,作为2016达沃斯论坛评选的“十大新兴技术”之一,国外已成功制造出“肺芯片”“心脏芯片”“肠芯片”等。 争论尚存 尽管器官芯片让人们以前所未有的方式见证生物机制,但争议依然存在。中科院遗传与发育生物学研究所研究员黄勋认为,器官芯片仅收集局部器官,无法完全取代动物实验。而中科院生物化学与细胞生物学研究所研究员廖侃指出,器官芯片可加快实验速度,降低动物使用量和试剂用量。裴端卿也承认,器官芯片存在均一性差等问题,可能导致数据分析困难。中科院动物所研究员王宇强调,器官芯片与动物模型是互补关系,而非替代。 类器官已先行 目前,器官芯片在我国的普及仍需微流控等技术跟进。类器官作为微器官,作用与功能类似。中科院生物化学与细胞生物学研究所研究员高栋介绍,类器官是在体外重建器官结构,如人脑、肾等。其团队培养肿瘤类器官,用于药物测试和个性化治疗。类器官能形成与人体类似的组织形式,功能比传统二维细胞强大,是动物实验的有力补充。但类器官仍无法完全模拟体内激素和代谢等因素。高栋认为,核心是建立源于中国癌症病人的类器官库,用于药物筛选和个性化医疗,未来医生可通过测序指导用药。 (责任编辑:泉水) |