未来类器官与多器官芯片研究的发展方向2025-03-26 08:55:27
未来的研究可能集中在精细调控血管化的信号通路、开发可持续的血管结构、提高生物打印技术的精度,以及实现长期血管维持的方法,从而更好地支持不同类器官的生长和功能。许多疾病的发生都是多器官系统共同作用完成的,而传统的单个类器官虽然能够较为真实地模拟体内单个器官的环境,但是对于多系统发生的疾病,仍然存在一定的缺陷。因此,构建多系统协同作用的类器官就成为解决这个问题的一个研究方向。单器官模型主要旨在重建该器官的关键功能单元,而不是整个器官。尽管这些单独的模型提供了有关靶器官生理反应的有用信息,并克服了动物模型的伦理和转化限制,但它们往往无法复制人体中自然发生的不同组织和器官之间的相互作用。因此,越来越需要开发能够模拟复杂的人类生理反应和器官间相互作用并允许疾病建模和食品类物质干预的测试或筛选的多过程系统。
为了填补这一空白并提供准确的体内样反应,过去几年出现了包含不同互连代表性组织的各种多器官芯片。例如,肠道和肝脏微生理系统可以连接到模拟肠道屏障破坏和肝脏损伤,以响应肠道-肝脏轴的自身免疫和炎症驱动因素,例如微生物组衍生的短链脂肪酸。此类模型可以阐明多器官炎症性疾病的潜在机制。除了对疾病进行建模和机制研究外,还利用多器官平台来研究各种营养物质随时间推移在全身吸收和代谢。从将几个器官集成到单个芯片上开始,多器官芯片概念扩展到十个芯片器官,以概括整个人体在一个芯片上。未来的研究可能包括更深入地了解不同类器官之间的相互作用、开发更复杂的多器官模型,以及实现更高级的系统控制方法,从而更精细地模拟整体生理和支持各种医学应用。
出自《类器官在食品科学研究中的应用进展》作者:马爱进,白如进,周军君.
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