在最新一期《美国国家科学院院刊》中 ， 美国伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校研究人员报告称 ， 他们开发出一种构建功能性体外神经组织模拟物的新方法 ， 利用该方法构建的三维（3D）神经组织模型 ， 不仅能保持神经组织的电生理活性 ， 还可根据需要将模拟物制成不同形状的模型 ， 以适应多种平台应用 。
类人体组织结构的设计、模型开发对于生物医学研究和工程应用都非常重要 。 与2D模型相比 ， 3D模型在概括组织结构和功能方面更精准、有效 。 如能根据需要控制要创建的3D组织模型的形状和大小 ， 则更有助于相关研究和应用开发 。 但就体外神经组织模型来说 ， 要做到这一点十分困难 。
此次伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校研究人员开发的新方法 ， 使用了干细胞、纤维蛋白基质和3D打印模具 。 由水凝胶和纤维蛋白制成的毫米到厘米级结构 ， 没有刚性支架 ， 因此可以根据需要被制成多种形状 。 这种结构优势让模拟物具有了更大的应用空间 ， 例如 ， 将其放置在一个圆柱形玻璃棒上 ， 在以前是很难做到的 ， 但如果这个3D神经组织模型是环状的 ， 就可以轻松达成目标 。
在研究过程中 ， 研究人员先使用了小鼠胚胎干细胞进行实验 ， 通过优化细胞播种方案 ， 表征构建身体内部结构 ， 重塑细胞外基质 ， 验证构建体电生理活性等系列研究 ， 获取实验数据 。 随后 ， 基于这些实验发现 ， 研究人员使用源自人类胚胎干细胞的神经元来制造模型 ， 最终完成了多种形状的3D人类神经组织模拟物的构建 。
研究人员表示 ， 他们的新方法有助于推动各种体外功能性神经组织模型的设计开发 ， 进而提供更好的工具 ， 帮助科学家更深刻地理解神经科学和各类神经疾病 ， 推进疾病研究和新药开发 。
总编辑圈点
【新方法构建体外3D神经组织模型】神经系统的损伤是一种严重影响人们生活的疾病 ， 而目前针对这类损伤 ， 还没有一种特效性的疗法 。 因为神经组织包括数量极其庞大的神经元 ， 而它们接受刺激、传导冲动和整合信息的能力 ， 人类至今也不能说了解透彻 。 鉴于此 ， 一个源自人类胚胎干细胞的神经元形成的3D神经模型 ， 就具有无可比拟的研究参考价值 ， 科学家可以从中更好地了解神经讯号传递、学习以及退化的复杂过程 ， 最终在治疗中 ， 实现对症下药 。
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