科學家研究出拇指大小太空組織晶元！實現太空健康研究的巨大飛躍

近日，有科學家研究出一個拇指驅動器大小的裝置，被稱為組織晶元。這種晶元由可彎曲的塑料製成，有通道，可以為細胞提供營養和氧氣。

科學家稱，太空飛行導致人體發生許多重大變化，尤其是微重力引起的人體許多變化類似於地球上與衰老相關的疾病的發生和發展，比如骨骼和肌肉的喪失。而這種太空中的組織晶元可以幫助科學家們測試這些細胞對壓力、藥物和基因變化的反應，更好地理解微重力對人類健康和疾病的作用，並將這種理解轉化為改善地球人類健康，並且太空相關的變化發生得比地球上更快，這意味著科學家可以在太空中使用組織晶元來模擬地球上可能需要數月或數年才能發生的變化。

NCATS的科學項目經理Lucie Low說，這塊小小的組織晶元也被稱為微生理系統，它有三個主要的特性。「它必須是3D的，因為人類是3D的，」她解釋說。「它有多種不同類型的細胞，因為器官是由各種組織類型組成的。而且它有微流體通道，因為你身體的每一個組織都有血管系統來輸送血液和營養，並帶走碎屑。組織晶元讓細胞遠離家園，比標準的2D細胞培養更能模擬特定器官複雜的生物功能。這就像從你身上取下一點東西，把它放進鍋里，觀察你的細胞對不同壓力、不同藥物、不同基因的反應，然後用它來預測它們對你身體的影響。

組織晶元的應用遠不僅於此，它的另外一個潛在應用是開發新葯。儘管在動物模型中進行了良好的臨床前研究，但在人體臨床試驗中，約30%的有希望的藥物被發現是有毒的。大約60%的潛在候選藥物由於缺乏療效而失敗，這意味著該藥物對一個人沒有預期的效果。因此藥物開發過程中需要有更好的模型來預測人體的反應，並在更早的過程中測量毒性，以及檢查一種潛在藥物是否真的發揮了應有的作用而沒有副作用。而組織晶元則提供了一個人體器官(如肺、肝和心臟)結構和功能的精確模型，可以幫助科學家預測一種候選藥物、疫苗或生物製劑是否比目前的方法更快更有效地在人體中安全。

目前太空組織晶元的第一階段包括五項研究。對免疫系統老化的調查計劃在11月中旬發射SpaceX CRS-16。其他四架計劃在SpaceX cr -17或隨後的飛行中發射，包括肺宿主防禦、血腦屏障、肌肉骨骼疾病和腎功能。這些首次飛行測試了微重力對組織晶元的影響以及自動化系統的能力。

這五項調查將在18個月後進行第二次飛行，以進一步證明該模型的功能用途，比如在特定器官上測試潛在藥物。此外，還有4個項目計劃在2020年夏天啟動，其中兩個是關於了解心血管健康的心臟組織工程，一個是關於肌肉消耗，另一個是關於腸道炎症。

這項技術一旦試驗成功，最終將被宇航員攜帶進入太空，可用於監測他們身體的變化，並測試可能的對策和治療方法。這將是保持宇航員在深空任務中身體健康的一個巨大飛躍。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！