發(fā)布日期：2018-01-03

很多形成哺乳動(dòng)物組織的復(fù)雜折疊形狀都能通過(guò)簡(jiǎn)單的指令來(lái)重新創(chuàng)建，近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Developmental Cell上的研究報(bào)告中，來(lái)自加州大學(xué)的生物工程師通過(guò)在細(xì)胞外基質(zhì)的薄層上機(jī)械性地仿制有活性的小鼠或人類(lèi)細(xì)胞，成功地通過(guò)活組織創(chuàng)建出了碗狀、線(xiàn)圈狀及波狀形狀，這些細(xì)胞能通過(guò)纖維網(wǎng)格來(lái)機(jī)械性地協(xié)作從而以一種可預(yù)測(cè)的方式來(lái)進(jìn)行折疊。

圖片來(lái)源：Alex Hughes

研究者Zev Gartner說(shuō)道，發(fā)育是工程學(xué)操作的開(kāi)始階段，通過(guò)將復(fù)雜的發(fā)育階段分解成為簡(jiǎn)單的工程學(xué)原則，科學(xué)家們就能進(jìn)行更好地理解，最終有效地控制基礎(chǔ)生物學(xué)的關(guān)鍵線(xiàn)索，在這種情況下，機(jī)械性的活性細(xì)胞促進(jìn)組織形狀改變內(nèi)在能力或許就是構(gòu)建復(fù)雜且具有功能性合成組織的基礎(chǔ)。

如今研究人員已經(jīng)利用3D打印或微模造成形（Micro-Molding）開(kāi)發(fā)出了能用作組織工程化操作的3D形狀，但最終的產(chǎn)品通常會(huì)缺失關(guān)鍵的組織結(jié)構(gòu)特性，這些組織能通過(guò)發(fā)育程序來(lái)生長(zhǎng)；研究者Gartner的實(shí)驗(yàn)室利用一種名為細(xì)胞的DNA程序化組裝的3D細(xì)胞模式技術(shù)（DPAC技術(shù)）建立了一個(gè)最初的組織空間模板，隨后研究者能將其折疊成為復(fù)雜的形狀，從而在發(fā)育階段復(fù)制組織組裝分層的方式。

Alex Hughes說(shuō)道，我們能夠?qū)崿F(xiàn)將天然的發(fā)育過(guò)程“打碎”成為工程學(xué)原理，隨后重新定向來(lái)構(gòu)建和理解組織的形成過(guò)程；這是組織工程學(xué)的一個(gè)全新的角度，Gartner說(shuō)道，讓我驚訝的是這些想法的效果如何以及細(xì)胞的表現(xiàn)又是如何，當(dāng)我們闡明強(qiáng)大的發(fā)育設(shè)計(jì)原則時(shí)，從工程學(xué)角度來(lái)講我們所能做的或許會(huì)受限于大腦中的想象，這項(xiàng)研究中，研究人員就想通過(guò)研究闡明是否他們能夠“縫合”控制組織折疊以及組織模式形成的發(fā)育程序；同時(shí)研究人員還希望能通過(guò)研究理解細(xì)胞是符合進(jìn)行分化來(lái)應(yīng)對(duì)組織折疊期間所發(fā)生的機(jī)械性改變的，他們希望相關(guān)研究結(jié)果或有望幫助理解胚胎發(fā)育的特殊階段。

來(lái)源：生物谷