类器官的构建在传统模式的基础上2024-03-20 09:10:39
在构建融合类器官的过程中,研究人员将原本复杂的多组织共发育问题拆分为了更清晰的多种简单类器官的分化、组装问题,这与合成生物学中精确化、模块化的策略相契合,通过这样的方式,复杂的结构网络被拆分为简化的模块,大大减少了系统构建过程中的随机性。在类器官的构建过程中,对类器官状态的实时监控可以帮助研究人员更及时地观测类器官的发育状态,并根据实时反馈的结果进行及时的方案优化与调整。该过程需要将类器官构建技术与生物传感系统进行有效结合。2017年,Parker等通过多材料3D打印构建了一种心脏组织类器官芯片,该芯片整合了6种不同的功能性油墨,将生物传感器导入培养系统中后,可以实现对层状心脏组织自组装过程的动态观测。同年,研究人员将多功能的传感器嵌入器官芯片,设计了一套完全集成的模块化物理、生化和光学传感平台,利用此平台,研究者在体外构建了人类肝脏和心脏类器官模型并进行了药物筛选。
类器官构建与生物传感系统的整合,可使得类器官的分化过程,以及分化过程中的即时状态可以被完整地记录、分析、处理,帮助研究人员系统地给予反馈,该策略可更好地推动类器官培养向着模块化、稳定化的方向发展。综上,研究人员在类器官构建的优化上已经进行了多方面的尝试,类器官的构建在传统模式的基础上,逐渐开始产生了高通量、低可变性、高精确性等需求。因此,类器官的优化不仅需要在结构与功能上更接近体内真实状态,也需要数字化、自动化、程序化、系统性的构建方案来实现对类器官诱导分化的精准调控、即时反馈与稳定分化。
出自《类器官技术与合成生物学协同研究进展》作者陈子苓,向阳飞.
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