人類(lèi)胚胎干細(xì)胞也能3D打印了

  日前，來(lái)自蘇格蘭的研究人員利用一種全新的3D打印技術(shù)，首次用人類(lèi)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行了3D打印，研究的相關(guān)論文已于今日發(fā)表在《生物制造》（Biofabrication）上。人類(lèi)胚胎干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到了非常多的關(guān)注，這些由早期胚胎發(fā)展而來(lái)的干細(xì)胞擁有著分化成人體各種細(xì)胞的能力，如何無(wú)損并可控地讓胚胎干細(xì)胞形成人們所需的三維結(jié)構(gòu)，一直是業(yè)界難題。而這項(xiàng)突破解決了這一問(wèn)題，讓人們能夠利用人類(lèi)胚胎干細(xì)胞準(zhǔn)確構(gòu)建三維組織和結(jié)構(gòu)，從而大大加速和改善藥物檢測(cè)工藝的發(fā)展。

近年來(lái)，人們?cè)谏镏圃祛I(lǐng)域已經(jīng)取得了許多重要進(jìn)展，利用人造的固體細(xì)胞和結(jié)構(gòu)制造出了大量三維組織和器官，但是，在大多數(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，人們利用的仍是動(dòng)物細(xì)胞。

該項(xiàng)研究的主要人員，蘇格蘭赫瑞瓦特大學(xué)的Will Wenmiao Shu博士說(shuō)：“就我們所知，這是歷史上首次用人類(lèi)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行‘打印’，由胚胎干細(xì)胞制造出的三維結(jié)構(gòu)可以讓我們創(chuàng)造出更準(zhǔn)確的人體組織模型，這對(duì)于試管藥物研發(fā)和毒性檢測(cè)都有著重要意義。因?yàn)槲覀冎圃斓拇蠖鄶?shù)藥物都是作用于人的，所以用人體組織去進(jìn)行測(cè)試也是理所應(yīng)當(dāng)?shù)摹！?/p>

從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，這種新的打印技術(shù)同樣可以為人類(lèi)胚胎干細(xì)胞制作人造器官鋪平道路，這將為千千萬(wàn)萬(wàn)的患者帶去福音。

考慮到人類(lèi)胚胎干細(xì)胞的敏感性，在本次研究中，赫瑞瓦特大學(xué)的研究者們與干細(xì)胞科技公司Roslin Cellab合作，使用了一種專(zhuān)門(mén)定制的“氣動(dòng)打印技術(shù)”。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，胚胎干細(xì)胞和培養(yǎng)液將會(huì)被先存放在打印機(jī)中的兩個(gè)獨(dú)立容器里，然后規(guī)則地?cái)[放在培養(yǎng)皿上，形成一個(gè)個(gè)球狀細(xì)胞團(tuán)。根據(jù)需要，每個(gè)細(xì)胞團(tuán)可由5到140個(gè)分離的細(xì)胞組成，其直徑在0.25到0.60毫米之間。

本項(xiàng)研究使用的3D打印機(jī)。圖片來(lái)自Colin Hattersley

在胚胎干細(xì)胞被打印出來(lái)之后，研究人員就會(huì)對(duì)其進(jìn)行一系列的測(cè)試，以驗(yàn)證這種氣動(dòng)打印技術(shù)的有效性。比如說(shuō)，研究人員會(huì)測(cè)試打印出的干細(xì)胞是否還能存活，是否還保持著分化成各種細(xì)胞的能力。他們還會(huì)同時(shí)測(cè)試細(xì)胞密度、特性及其分布模式。

Shu博士說(shuō)：“利用這種氣閥打印技術(shù)，可以通過(guò)開(kāi)關(guān)氣閥來(lái)控制打印出的細(xì)胞。只要改變氣閥的噴嘴直徑、進(jìn)口氣壓和閥門(mén)打開(kāi)時(shí)間，我們就可以非常精確地控制細(xì)胞放置數(shù)量。”

“我們發(fā)現(xiàn)這種氣動(dòng)打印技術(shù)非常地柔和，足以保持干細(xì)胞的高存活度，并且也能夠精確地制造出統(tǒng)一尺寸的細(xì)胞團(tuán)。更重要的是，打印出的胚胎干細(xì)胞保持了它們的多能性——可以像正常的人類(lèi)胚胎干細(xì)胞一樣分化成其他各種細(xì)胞。”

Roslin Cellab公司的業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Jason King說(shuō)道：“首次制造出人類(lèi)胚胎干細(xì)胞是我們與赫瑞瓦特大學(xué)的合作成果。一般來(lái)說(shuō)實(shí)驗(yàn)室中都是以二維形式培育細(xì)胞，有一些細(xì)胞也已經(jīng)以三維形式被制造出來(lái)，但是這些方法都無(wú)法制造出敏感的人類(lèi)胚胎干細(xì)胞。我們相信這項(xiàng)技術(shù)有著巨大而長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義，有了這項(xiàng)技術(shù)，藥物檢測(cè)將不再需要傷害動(dòng)物，亟需器官移植的患者也不再需要等待捐獻(xiàn)者，還可以避免可能產(chǎn)生的排異反應(yīng)。”

“未來(lái)，我們希望這項(xiàng)技術(shù)能夠進(jìn)一步發(fā)展，利用患者的自身細(xì)胞制造出他所需要的器官來(lái)進(jìn)行移植，這就不再需要器官捐獻(xiàn)，也不再會(huì)有移植排斥和免疫抑制問(wèn)題了。”Shu博士說(shuō)。

信息來(lái)源： EurekAlert!

文章轉(zhuǎn)載自  果殼網(wǎng)  

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