什么是类器官?
我们身体的器官是由各种组织类型组成的复杂的3D结构,它们相互作用以填补维持我们生存的特定角色。
为了了解它们是如何发育、运作和有时失败的,科学家们经常被迫在它们停止生长很久之后,以保存状态研究它们。
随着新型生物模型的进步,这一切都在改变;类器官。
什么是类器官?
类器官是在活体之外创建的器官的小型,简化的3D副本,通常生长通过治疗组织组合或干细胞具有鼓励它们分化和自我组织的营养物质和化学信号(生长因子)。
这些复制品的大小通常从头发的宽度到几毫米(几分之一英寸)不等,远远不能执行原始器官的全部功能;但根据它们的设计方式,它们可以分解并生产出类似的材料,甚至可以分阶段生长,模仿它们在实际体内的作用。
类器官如何工作?
类器官的开发目的往往是研究靶器官的特定特征,这些特征在动物模型中不那么容易看到,使研究人员能够更好地控制与活体隔离的功能组织,并允许他们密切观察特定的变化和发育顺序。
虽然研究人员一直在鼓励复杂的组织排列在体外的实验室设备中生长,但自那时以来,研究人员一直在培养物中生长至少在20世纪初,在干细胞研究使研究人员能够在实验室中创造更接近模仿不断变化的身体内部的条件。
到2006年科学家们成功地用玻璃器皿创造了一种微小的血管化肝脏,可以持续运行大约两个月。各种各样的干细胞衍生类器官很快出现,为部分器官的发育和功能提供了见解。肠,肾脏,心,眼睛和甚至大脑.
我们可以这样生长整个器官吗?
类器官目前被用作研究疾病发展的工具,例如癌症或神经系统疾病,或各种生长因子的影响,其他化学物质(有毒和治疗)的影响。
随着器官复杂性的增加,化学和与其他组织和器官的物理接近的微妙影响增加,模仿器官发育的能力变得越来越困难。没有免疫系统的整合和血管的适当扩散,例如,很少有人会长成正确的形状或采用正确的结构。缺乏通过血管的营养供应也限制了它们的大小。
这些挑战限制了我们可以对类器官进行的研究深度以及我们将它们用作器官替代品的能力。
我们对类器官发育的了解理论上可用于改善未来可移植组织的创建。研究人员已经在寻找克服局限性的方法,通过开发变通方法,分别生长类器官。将它们组合在一起或使用晶格提供赋予组织形状的框架。
大脑类器官合乎道德吗?
在培养皿中生长毛茸茸的皮肤组织层或肝脏的代谢滑行可能会让一些人感到不舒服,但只有随着类器官心脏组织的跳动或类器官大脑皮层产生的冲动,伦理才会浮现在脑海中。
生长中的大脑类器官的伦理正在慢慢吸引曾经只关注胚胎发育问题的关注。什么时候神经组织的活动足够“人类”?
一方面,类器官为神经发育模型提供了急需的洞察力,使我们能够更好地了解诸如阿尔茨海默氏症疾病或孤独症.
然而,他们遵循一种反映实际的倾向胚胎神经系统,甚至随着我们可能看到的各种波浪闪烁新兴的大脑,与个人自主定义的哲学和道德问题有重叠。
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