新方法可按需构建体外3D神经组织模型

2020-07-07 13:40:12 新闻来源:网络
  在最新一期的《美国国家科学院院刊》上,伊利诺伊大学香槟分校的研究人员报告说,他们已经开发出新的方法来构建功能性的体外神经组织模拟物。用该方法构建的三维神经组织模型不仅可以保持神经组织的电生理活性,而且可以根据需要生成不同形状的模型,以适应各种平台的应用。
  用新方法建立了不同形状的神经组织模型。图像来源:人体组织结构的设计和模型开发对生物医学研究和工程应用具有重要意义。与二维模型相比,三维模型在总结组织结构和功能方面更为准确和有效。如果能够根据需要控制所要创建的三维组织模型的形状和大小,将更有助于相关研究和应用开发。然而,这是非常困难的,在体外。
  伊利诺伊大学香槟分校的研究人员开发的新方法使用干细胞、纤维蛋白基质和3D打印模具。由水凝胶和纤维蛋白制成的毫米到厘米的结构,无需刚性支架,可根据需要制成多种形状。这种结构上的优势给了模拟器更大的应用空间。例如,很难将其放置在圆柱形玻璃棒上,但如果三维神经组织模型是圆形的,则可以轻松实现目标。
  在研究过程中,研究人员首先利用小鼠胚胎干细胞进行实验,通过优化细胞接种方案、表征机体内部结构、重塑细胞外基质、验证构建体的电生理活性等方法获得实验数据。基于这些发现,研究人员利用来自人类胚胎干细胞的神经元建立模型,最终完成了各种形状的三维人体神经组织模拟体的构建。
  研究人员表示,他们的新方法将有助于推动各种体外功能性神经组织模型的设计和开发,从而提供更好的工具,帮助科学家更深入地了解神经科学和各种神经疾病,促进疾病研究和新药开发。
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