模拟人体环境“盖房子”,器官芯片技术未来可期

7个月前 来源:科技日报 观看:151

  科技日报记者 宗诗涵PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  持续跳动的“心脏”、有代谢功能的“肝脏”、会呼吸的“肺”……在巴掌大小的芯片上,先“盖”出模拟人体环境的“房子”,再向其中引入相关细胞,就能部分模拟人体器官功能。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  器官芯片与微生理系统是当前生命科学领域最具发展潜力的新兴方向之一。它融合了多个学科,可在体外模拟人体器官微环境,形成一种仿生的微生理系统,为生命科学、医学研究和新药研发等领域带来前所未有的发展机遇。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  为深入研讨器官芯片与微生理系统领域的发展现状以及未来趋势,日前,主题为“器官芯片与微生理系统”的第770次香山科学会议在北京召开。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  创新工具助力研发PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  生命系统非常复杂,人们迫切需要新的理念、研究范式和高效工具去理解生命机制,探究疾病的发生与发展机理,从而开发有效策略以满足生命健康需求。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  以药物研发为例,目前新药研发速度远远跟不上疾病治疗需求,且失败率居高不下。据介绍,单药研发成本高达20亿至30亿美元,从药物研发到获批平均需要10至15年。当前生命科学领域急需通过新兴前沿技术提供更贴近人体生理环境的体外模型,从而缩短药物研发周期,提高疾病治疗效率。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  类器官是一种来源干细胞的可再生模型。“如果把人体比作汽车,构成人体的器官就是汽车零部件。零部件坏了可以更换,人体器官因衰老等原因损坏也能替换。”中国科学院院士、南昌大学教授陈晔光说,类器官是在体外培养、能够自我组装的微型三维结构,拥有对应器官的细胞类型和类似空间结构,并且能够模拟器官部分功能。过去,研究者只能通过动物模型了解器官的生长发育。现在,他们能直接“看见”类器官的生长过程。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  “和干细胞来源的类器官不同,器官芯片是一种基于人体生物学的仿生微生理系统,通过整合工程学和生物学策略,可在体外模拟人体器官的动态微环境、器官间交互作用以及对外界环境或药物作用的响应等,为在系统层面开展生物学研究、复杂疾病建模机理和药物评估等提供了新的策略和工具。”会议执行主席之一、中国科学院大连化学物理研究所研究员秦建华介绍。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  长期以来,传统药物研发过程中,二维细胞培养和动物模型在仿生人体组织微环境,以及对药物作用的预测价值等方面仍面临诸多局限。破解新药研发困境是促进器官芯片技术发展的重要动力。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  器官芯片技术快速崛起于21世纪初。经过10多年发展,研究人员已成功构建心、肝、肠、脑、肾等众多器官模型,并不断推动生物医药研究创新。在国际积极推动非临床试验替代法和尽可能减少动物试验的背景下,这种新模型、新技术受到越来越多的关注。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  将器官芯片与类器官、材料学、工程学等多学科手段结合,可助力生命科学朝着反映更真实的体内环境、更完善的信号调控与监测、更系统的组织器官互作研究、更多突破性的疾病模型构建等方向发展。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  关键问题有待突破PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  我国在器官芯片与微生理系统领域的整体研究起步较晚,不过仍取得一些重要进展,并呈现快速发展的态势。例如,将器官芯片技术率先用于新冠感染模型研究和多器官损伤评估;建立多器官微生理系统,开展肝脏-胰岛轴和肺-脑轴模拟以及糖尿病、重大感染性疾病等研究。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  当前,仍有一些关键科学问题有待解决。“器官芯片模型如何达到高仿真模拟?如何实现精准评估?如何将‘实验室有效’推进到‘临床有效’?这些问题涵盖干细胞与器官发育、器官功能重塑、器官交互作用、多参量表征和微生理系统构建等方面。”秦建华说,解答这些问题需要在微生理系统的基础理论和关键技术等方面实现突破,需要将理性设计、精准模拟、定量表征、数据评估和智能分析等有机结合,还需要大量的科学数据进行验证。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  “以糖尿病、脑卒中、冠心病等泛血管疾病为例,这些疾病可引发多器官、多系统的病理改变。多器官损伤涉及复杂的多器官协同机制,现有研究方法在实时性、系统性和综合性上仍存在局限。”在中国科学院院士、南京大学医学院教授顾宁看来,开发能够在活体环境中实现跨尺度、多维度的多器官关联实时动态监测的工具和方法,是建立仿生微生理系统和体外生命支持系统需要关注的问题。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  中国科学院院士、昆明理工大学教授季维智说:“基于干细胞的多能性,研究人员尝试构建类器官和器官芯片,以探索器官发育的调控机制,替代动物进行药物筛选,甚至创造具有人体功能的替代器官。然而,由于对人体器官发生与发育机制的认识尚不充分,目前尚无法构建类似体内的微循环系统,相关技术发展受到限制。”季维智认为,可将器官芯片与干细胞、类器官和实验动物等方式结合,形成闭环式微生理系统,以充分理解器官发生和发育机制。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  中国科学院动物所研究员胡宝洋说,当前,基于干细胞、类器官和器官芯片技术所构建的各类系统相互协同,能较好地模拟组织的结构和部分功能状态,具有广泛应用前景。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  融合发展前景广阔PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  随着生命科学和工程学的深度融合,将器官芯片与干细胞、基因编辑、类器官、生物3D打印、生物传感和人工智能等新技术结合,是器官芯片与微生理系统领域的发展趋势。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  其中,生物3D打印技术能将生物材料与细胞、蛋白质等生物单元,依据仿生形态学、细胞微环境要求,精准构建出具有特定功能的体外三维生物模型。“生物3D打印技术构建高度仿生的生物学模型,特别适用于器官芯片和微生理系统。”清华大学教授孙伟说。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  不过,器官芯片距离真正应用还有一定距离。深圳理工大学研究员张先恩认为,器官芯片无论是实现“形态模拟”还是“功能模拟”,都需要做大量工作。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  专家讨论认为,通过生物学、工程学、医学、药学和信息学等学科高效融合,有望建立更高仿真度的人体微生理系统,提升我国重大疾病研究和新药研发原始创新能力。此外,器官芯片和微生理系统领域的发展还涉及伦理、标准制定和科学监管等多方面工作,需要推动新兴技术的发展和应用,持续催生原创性、突破性和颠覆性的研究成果,满足国家重大战略需求。PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

  秦建华说:“当前生物医学研究正迈入一个新时代,器官芯片与微生理系统不仅拓展了疾病研究的边界,还有可能推动未来药物开发、精准医疗和动物实验替代技术的革新。如今,我们站在科学与应用的交汇点,共同探索这一革新性生物技术的无限可能,大有可为。”PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com


PiF即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

本文链接:http://www.gihot.com/news-2-37-0.html模拟人体环境“盖房子”,器官芯片技术未来可期

声明:本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

上一篇:“锑猫”实验为量子计算纠错提供新方法

下一篇:创新谈 | 莫让互联网企业沦为“腐败洼地”

为你推荐
随着人类探索太空的脚步迈得越来越大,在月球上,甚至在火星上驻留并建设基地成为可能。想在月球上居住和旅行,水、氧气等生存资源和交通工具就不可或缺...
01-21
腊月里,气温很低。近日,记者走进云南省大理白族自治州弥渡县新街镇大荒地村的温室大棚,看到棚内温暖如春,蔬菜蓬勃生长,好一派生机勃勃景象。种植户周钰...
01-21
  至1月27日10时40分,经与交警部门协商,沈阳、葫芦岛、铁岭、锦州、大连、抚顺、盘锦、阜新、营口部分...
01-28
  日前,国家统计局辽宁调查总队发布辽宁工业生产者出厂价格和购进价格变化情况。调查数据显示:1月份,辽...
02-13
央视网消息:春节电影档往往成为全年经济“晴雨表”之一。春节临近,电影市场也逐渐火热。2025年春节档自19日开启预售以来,已刷新多项纪录。据网络平台数据显示,截至20日9时16...
01-21
现代快报讯(记者韩秋顾潇庄剑翔)“今年的室内温度更暖和了,而且比往年更稳定了。”近日,现代快报记者一进入扬州仪征市浦西一村居民黄先生家中,就明显能感受到与外边温度的差别。...
01-22
[本站 资讯] 1月23日,阿维塔官方宣布启动“春节不打烊”用户服务,其通过线上、线下多渠道升级悦心服务。即日起至2月5日,阿维塔中心及钣喷中心将为车主提供免费专业的车...
01-24
1 月 24 日消息,如果你正在犹豫是否选择电动汽车(EV)作为下一辆新车,安全性很可能是一个重要的考虑因素。与传统的燃油车(ICE)相比,电动汽车究竟更安全还是更具风险?澳大利...
01-25
  1、《难哄》桑延的工作是程序员,不过他还有副业,他有个酒吧,自己也是酒吧老板。  2、桑延在一个温暖有爱的家庭中长大,性格看似毒舌傲娇,实际上三观很正,有情有义。  3、...
02-15
近期电视剧《滤镜》成为热门话题,该剧在开拍前就吸引了大量粉丝。随着剧集播出,更多观众加入讨论,对剧情充满期待,并对女主角身份十分好奇。电视剧《滤镜》的女...
02-22
  本报北京1月13日电 (记者孙秀艳)为进一步加大对创新药的支持力度,国家医保局将研究出台一系列更有力度的政策举措。  国家医保局近日召开支持创新药发展企业座谈...
01-21
据国家卫生健康委消息,1月22日,国家卫生健康委办公厅、国家中医药局综合司发布流行性感冒诊疗方案(2025年版)。国家卫生健康委表示,为进一步提...
01-23
1月18日,澎湃新闻记者注意到,近日华东师范大学官网“学校领导”页“副校长”...
01-21
  2024年8月20日,我和弟弟参加了北京银行西安分行和华商网童学会联合举办的“京苗小记者”研学活动,不仅过了一把警察瘾,而且从中学到了很多的新知识。  怀着激动的心情,我...
01-21
  阿里资产拍卖网络平台显示,1月11日,安邦集团持有的天津信托1.36%股权流拍。  二拍将于1月22...
01-22
经济观察网 邢祺欣/文 6月19日,惠誉评级在北京举行的“2024惠誉看中国”会议上,发布《中国主权评级及宏观经济前景展望》报告。对中国政府近期采取的支持经济的措施,惠誉评级中...
02-13
天秤座男生通常具有温和、友善、善解人意的性格,他们注重平衡和公正,喜欢与人和谐相处。...
01-22
射手座的男生通常都是开朗、乐观、热情洋溢的,他们喜欢自由自在地生活,不喜欢被束缚。但...
01-22
SQL Error: select * from ***_ecms_news10 where id in(,405) limit 2
2月9日消息,阿里云百炼全面上线DeepSeek-V3、DeepSeek-R1、DeepSeek-R1-Distill-Qwen-32B等6款模型,即日起所有用户可直接使用。DeepSeek-V3、DeepSeek-R1满血版可享各100万免...
02-09
2月12日消息,据Tech星球,抖音电商已于近期测试送礼物功能。该功能对商家正在逐步开放使用。抖音电商送礼物的玩法流程为:用户在可送礼的商品详情页面中点击“去送礼”,然后下单...
02-13
2月28日消息,携程集团近日与华盛顿特区旅游局签署战略合作协议,进一步推广华盛顿特区旅游资源。作为这项为期三年的战略合作的一部分,双方将在包括中国、日本和韩国在内的东亚...
03-01
3月3日消息,京东互联网医院皮肤医院近日上线罕见病专区,包括用药绿色通道、疾病知识科普等服务。京东互联网医院皮肤医院利用AI技术实现精准分诊,用户在京东APP搜索“皮肤医院...
03-04
全球性金融券商集团英国EBC Group平台始终致力于以领先生态,与全球交易者共塑交易的未来。 自第一届交易大赛起,为赤忱的热爱和卓越的才华提供舞台,在全球内寻找交易好手以赋能...
01-24
在当今社会,随着老龄化进程的加速,银发经济正展现出前所未有的活力与潜力。这一趋势不仅反映了老年人口规模的不断扩大,更体现了老年人对高品质生活的追求与消费能力的显著提升...
02-09
在2024年1月,育碧推出了《波斯王子:失落的王冠》,尽管游戏广受好评,但育碧以销量不佳为由将其开发团队解散,开发人员则被分配到了育碧的其他项目中。而最近,通过一名...
02-02
今日(2月10日),《三角洲行动》官方宣布战役模式「黑鹰坠落」将于2月21日推出,同时公布上线预告,全新战役模式黑鹰坠落即将上线!根据电影《黑鹰坠落》改编, 在UE5打造...
02-11
▲资料图:飞行安全无小事。图/新华社飞机上捡到鞭炮?据荔枝新闻报道,有网友反映自己1月31日乘坐山东航空SC2270由桂林飞厦门的航班时,疑似在座位下方捡到一小截儿鞭炮。对此,2月1...
02-02
来自2025年综合运输春运工作专班数据显示,2025年2月4日(春运第22日,农历正月初七),全社会跨区域人员流动量预计34611万人次。其中,铁路客运量1690万人次,公路人员流动量32556万人次...
02-04
返回

点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

点击右上角QQ

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮