之前，科學(xué)家成功地將已死的豬腦復活并維持了數個(gè)小時(shí)的生命?，F在，日本科學(xué)家又對小鼠的腦組織下手了，從身體剝離后又使其存活了25天——極大地增加了孤立大腦組織的生存期，從幾天到幾周，進(jìn)而極大地降低了相應藥物的研發(fā)條件。

成功的關(guān)鍵在于一種使組織存活的新方法：將特殊類(lèi)型的薄膜與改良過(guò)的微流體裝置結合在一起。

微流體設備使用微小的通道將流體輸送到組織，與常規培養皿相比，在離體組織實(shí)驗中具有明顯優(yōu)勢。

除了精確的流體輸送外，它們更易于定制，可以模仿某些細胞行為，并可適應較小的樣品量，使我們研究細胞相互作用時(shí)更加容易。

但是對人體系統來(lái)說(shuō)，僅僅數天時(shí)間不足以揭示長(cháng)期影響。這就是我們當前技術(shù)的不足之處。

問(wèn)題在于保持平衡。組織會(huì )很快變干，因此需要使用濕培養基保持水分。但是過(guò)多的水會(huì )阻止細胞交換組織生存所需的氣體——等于淹死。

就像電影里超級反派會(huì )說(shuō)的臺詞，新發(fā)明在簡(jiǎn)單性方面簡(jiǎn)直是天才創(chuàng )意。它由一個(gè)半滲透的微流體通道組成，被可滲透的人造膜和固體壁包圍。這些固體壁由聚二甲基硅氧烷制成——它們是微流體設備中常用的有機硅聚合物。

因此，不是將組織一直固定在培養基浴中，而是使流體通過(guò)通道和可滲透膜進(jìn)行循環(huán)，以保持組織濕潤，同時(shí)仍允許細胞之間的氣體交換。

研究人員說(shuō)，聽(tīng)起來(lái)如此簡(jiǎn)單，但實(shí)現起來(lái)并不容易。

RIKEN生物系統動(dòng)力學(xué)研究中心的生物化學(xué)家Nobutoshi Ota說(shuō)：“由于PDMS壁和多孔膜之間形成的微通道很不尋常，因此很難控制介質(zhì)的流動(dòng)。但是，在對多孔膜進(jìn)行反復試驗和調整進(jìn)口/出口流速之后，我們取得了成功?！?/p>

研究團隊使用一小塊腦組織——被稱(chēng)為超上眼神經(jīng)核(SCN)，負責調節哺乳動(dòng)物的晝夜節律和生物節律。SCN中的神經(jīng)元細胞通過(guò)在細胞之間轉移肽和小分子來(lái)交換和同步相位信息，這使SCN成為研究細胞相互作用的理想對象。

這些SCN的來(lái)源——小鼠事先經(jīng)過(guò)了基因編輯，因此大腦中的晝夜節律活動(dòng)與熒光蛋白的產(chǎn)生相關(guān)。當一切正常時(shí)，組織會(huì )發(fā)出熒光。

研究人員說(shuō)，與他們在更傳統的培養皿中對相同組織的實(shí)驗相比，新培育方式使熒光持續了25天之久。僅僅10小時(shí)后，對照組中的組織活性已下降了6％。

實(shí)驗系統中的組織只能持續25天的唯一原因是，那是實(shí)驗的截止時(shí)間。研究人員預計它可能會(huì )存活100天以上。

這就是他們之后的研究方向。他們相信新發(fā)明可被用于所有器官組織，而不僅僅是大腦。

Ota說(shuō)：“這種方法不僅可以用于從動(dòng)物身上移植出的組織，還將推動(dòng)那些需要通過(guò)長(cháng)期培養和觀(guān)察來(lái)了解器官發(fā)生的研究，這對于組織和器官培育技術(shù)來(lái)說(shuō)，是必不可少的過(guò)程?！?/p>

該研究已發(fā)表在A(yíng)nalytical Sciences上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基于創(chuàng )作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。