新方法可批量生產微型肺類器官

德國杜伊斯堡——埃森大學科學家在近日出版的《生物工程與生物技術前沿》雜誌發表論文稱，他們開發出一種自動化製備方法，可批量生產微型肺類器官。這種類器官包含真實肺細胞微結構，能更有效地測試實驗藥物、預測患者對放療等治療的反應，且無需使用動物材料。

團隊首先選取幹細胞，令其在培養皿中增殖。待細胞充分生長後，將其分離並“啟動”，形成小型細胞聚集體，即胚狀體。隨後，他們將胚狀體置於特殊生物反應器中，其中含有促進類器官生長的培養液。同時，團隊還人工培養了一組類器官作為對照。

這些結構在反應器中生長四周後，團隊通過顯微鏡、免疫螢光、免疫組化及RNA測序進行分析，以瞭解類器官的發育過程、細胞類型及其與傳統培養類器官的差異。

分析證實，兩組類器官均發育出具有氣道和肺泡特徵的肺樣結構。RNA測序顯示，它們形成了具有典型特徵的上皮細胞與中胚層肺細胞。

儘管兩組類器官發育出的細胞類型相同，但比例略有差異。例如，人工培養的類器官含有更多肺泡細胞，而生物反應器中的類器官體積較大，肺泡球結構較少。

“目前最好的結果——非常簡單地說——是它成功了，”該研究的第一作者、杜伊斯堡——埃森大學的戴安娜 · 克萊恩教授表示，“這意味着，原則上，肺部類器官可以通過自動化過程生產出來。這些複雜的結構比傳統的細胞系更能代表體內真實情況，因此是極佳的疾病模型。”

生物反應器可一次性量產類器官，顯著減輕了人工負擔，有望改變肺病研究格局。未來患者或可利用自身組織，通過該反應器培育個性化類器官，提前測試治療方案的有效性。

儘管前景廣闊，該技術目前仍有改進空間。克萊恩教授坦言：“類器官目前還無法完全重現肺部的細胞組成。為了構成‘完整的圖景’，一些細胞仍然缺失，例如浸潤的免疫細胞和血管。不過，類器官本身顯示出非常好的細支氣管和肺泡結構！顯然，我們沒有血流，意味着條件是相對靜態的。”

夏 雪