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科学家培养胎儿器官的微型模型，为胎儿提供帮助

白塔数据

2024-03-08

这些模型可以优化子宫内的治疗效果。

这张显微镜图片显示了一个肾脏类器官，它由从羊水中收集的细胞培养而成，类似于肾小管的结构。

当胎儿在子宫内出现问题时，医生面临着一项棘手的任务。他们必须找出问题的原因和解决方案，同时又不能危及妊娠的安全。即使有了先进的基因和影像检测，仍有许多难题无法解答——比如，畸形有多严重，或者胎儿对治疗会有什么反应。但现在，科学家们开发出了一种方法，可以利用胎儿自身的细胞，在子宫外制造出胎儿器官的简化模型，让医生能够进行无风险的检测和探索。伦敦大学学院 (ucl) 的干细胞生物学家 Mattia Gerli 说：“这是我们第一次能够了解胎儿的情况，而不会影响胎儿。”

这种方法是利用羊水中的细胞来培养一个类器官，即一个类似于简化器官的结构。羊水是充满着胎儿周围的液体。因为类器官是由胎儿自己的干细胞制造的，试验表明，它们可以反映一种疾病的个体特性，以及它们对药物或治疗的具体反应。

制造一个类器官通常需要进行活检，这就是为什么至今还没有从活着的胎儿中制造出类器官的原因。Gerli 博士和他的同事们在本周发表在《自然医学》杂志上的文章中，通过从羊水中分离出祖细胞干细胞，克服了这个障碍。这些细胞占羊水的约 1%，和其他干细胞一样，它们可以转变成不同类型的身体细胞。

研究人员从 12 个取自第二和第三孕期的妊娠羊水样本中，提取出了祖细胞，并将它们培养成肾脏、小肠和肺的类器官。因为这些祖细胞已经在形成这些器官的过程中，所以它们只需要一点引导。一旦它们变成了有用的类器官，它们就具有了它们所仿制的器官的特性。例如，肺类器官具有正常运作的肺纤毛——一种像毛发一样的结构，可以摆动，清除粘液和碎屑——就像真正的肺一样。

关键的是，Gerli 博士的工作是在不中断任何妊娠的情况下完成的。羊水是常规用来检测异常的液体，而且因为类器官只需要四到六周就可以发育，所以这种技术可以为测试和治疗留出充足的时间。类器官也可以用来监测治疗的进展。

ucl 的团队还从患有先天性膈疝的胎儿中培养出了类器官，这是一种挤压肺部并阻碍它们在子宫内正常发育的出生缺陷。他们将治疗前后从羊水细胞中培养的类器官进行了比较，治疗方法是在胎儿的气管中充气一个小气球。手术后，类器官看起来更健康，表明气球发挥了作用。ucl 团队的一员，生物学家和儿科外科医生 Paolo de Coppi 说，这样的研究否则是“不可能”进行的。

Oren Pleniceanu 是以色列特拉维夫的 Sheba 医学中心的一名肾脏研究员，他没有参与这项工作，他说类器官在基础研究和药物发现方面也具有潜力。他的团队研究了早产，这是导致五岁以下儿童死亡的主要原因之一。当医生认为一个婴儿可能提前出生时，他们会给母亲注射类固醇，以帮助新生儿的肺部提前成熟。但这种治疗并不是在所有情况下都奏效。当 Pleniceanu 博士在他的实验室中用类固醇处理肺类器官时，它们促进了成熟，就像它们应该做的那样。他认为，这样的研究可以用作测试其他选择的基准。

胎儿类器官的实现还需要多年的测试和更多的研究。

参考文献：https://www.economist.com/science-and-technology/2024/03/05/scientists-can-help-fetuses-by-growing-tiny-replicas-of-their-organs

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