科學(xué)家們?cè)诎驼拼蟮男酒夏M女性生理周期
美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院在這幾年資助了一項(xiàng)龐大的項(xiàng)目——在微流控芯片上重塑人體。它旨在體外培養(yǎng)起人體組織與器官，便于科學(xué)家以前所未有的精度研究它們的功能。今日，這個(gè)龐大的項(xiàng)目又迎來(lái)了一項(xiàng)新的突破：來(lái)自西北大
學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)多種不同組織聯(lián)結(jié)形成的微流控平臺(tái)上（器官芯片）造出了女性的生殖系統(tǒng)。在激素的作用下，它能以28天為周期進(jìn)行排卵。該研究也發(fā)表在了《Nature Communications》上。
本項(xiàng)研究的主要負(fù)責(zé)人，西北大學(xué)的Teresa Woodruff教授（圖片來(lái)源：西北大學(xué)）
“這是首個(gè)在芯片上重現(xiàn)的月經(jīng)周期”，該研究的主要負(fù)責(zé)人，美國(guó)西北大學(xué)（Northwestern University）醫(yī)學(xué)院婦產(chǎn)科的Teresa Woodruff教授說(shuō)道。長(zhǎng)久以來(lái)，科學(xué)家們就想在體外建造人類(lèi)生殖系統(tǒng)的模型，以研究避孕方法、輔助生殖技術(shù)、甚至是宮頸癌治療。然而，目前學(xué)界缺乏能夠正常模擬人類(lèi)28天生理周期的動(dòng)物模型。因此，這個(gè)系統(tǒng)有望滿(mǎn)足研究人員巨大的需求。
Woodruff教授將這個(gè)系統(tǒng)命名為EVATAR，是夏娃（Eva）與化身（avatar）兩個(gè)詞的組合。這套系統(tǒng)包含卵巢、輸卵管、子宮和宮頸不同的“器官”。由于卵巢組織極難從健康女性體內(nèi)獲得，研究人員采用了小鼠的組織。其余三大“器官”均來(lái)自于人體。此外，研究人員還為這個(gè)系統(tǒng)配備了一個(gè)來(lái)自于人體的“肝臟”，用于代謝這個(gè)系統(tǒng)里的藥物。
小小的芯片上，帶有5種不同的“器官”（圖片來(lái)源：STAT）
這套系統(tǒng)能成功促使卵泡生長(zhǎng)和成熟，并進(jìn)行減數(shù)分裂（viii）（圖片來(lái)源：《Nature Communications》）
由于系統(tǒng)本身的物理限制，排出的卵子依舊停留在生長(zhǎng)有卵巢的第一個(gè)小格中，但與它相通的第二個(gè)小格內(nèi)，輸卵管已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)作，就好似有卵子通過(guò)它一樣。研究人員發(fā)現(xiàn)，輸卵管中的纖毛開(kāi)始前后擺動(dòng)，準(zhǔn)備將卵子撥往處于第三個(gè)小格的子宮。隨后，研究人員注意到，子宮和宮頸都開(kāi)始生成能夠結(jié)合激素的受體。這與人體內(nèi)的表現(xiàn)幾乎一模一樣。
“這是一項(xiàng)極度重要，做得又很漂亮的工作”，一些科學(xué)家評(píng)論道。在他們看來(lái)，這套系統(tǒng)有望在短期內(nèi)篩選大量藥物，檢測(cè)它們的毒性與有效性。而醫(yī)藥企業(yè)也對(duì)這款系統(tǒng)產(chǎn)生了濃厚興趣。Woodruff教授表示，阿斯利康已經(jīng)將一些候選藥物交給了她，以評(píng)估它們?cè)谂陨诚到y(tǒng)內(nèi)的潛力。此外，這款最多可容納12種器官的芯片也得到了輝瑞的青睞。
稍經(jīng)改裝，這套系統(tǒng)就能用于其它不同的研究目的（圖片來(lái)源：Nature官網(wǎng)）
在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，Woodruff教授計(jì)劃利用EVATAR來(lái)研究卵巢癌和宮頸癌。此外，在未來(lái)，她還計(jì)劃打造一款模擬男性生殖系統(tǒng)的Adatar（來(lái)自“亞當(dāng)”與“化身”兩個(gè)單詞的組合）。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，研究人員打算把這些系統(tǒng)與其他10種在芯片上的器官與組織打造成一個(gè)完整的體系，在芯片上模擬人類(lèi)。這些器官包括了能夠分泌信號(hào)分子與激素的大腦，影響代謝的脂肪，以及免疫系統(tǒng)。
“它在藥物發(fā)現(xiàn)與毒理學(xué)檢驗(yàn)上有巨大的潛力”，研究人員在論文的最后說(shuō)道。我們相信，這些芯片上的器官將進(jìn)一步加強(qiáng)人類(lèi)對(duì)自身的認(rèn)識(shí)，并讓許多無(wú)法在人體中開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行，并用新產(chǎn)生的知識(shí)，造福人類(lèi)。
文章來(lái)源：生物谷
標(biāo)簽: 微流控芯片 器官芯片