科技日報記者 張夢然
德國“3D物質(zhì)定制”卓越集群、馬克斯普朗克醫(yī)學研究所、海德堡大學有機體研究中心和分子生物學中心合作，開發(fā)出一種新的分子工程技術(shù)。研究團隊利用特定折疊的DNA制成的微珠，在組織結(jié)構(gòu)內(nèi)釋放生長因子或其他信號分子，從而精確影響類器官的發(fā)育。利用這一技術(shù)可培育出更復雜的類器官，更好地模仿人體組織，呈現(xiàn)更真實的細胞組合。研究成果發(fā)表在最新一期《自然納米技術(shù)》雜志上。
類器官是由干細胞衍生的微型器官狀組織結(jié)構(gòu)，可用于基礎(chǔ)研究，獲得有關(guān)人類發(fā)育的新見解或研究疾病的發(fā)展。在此之前，科學家無法從內(nèi)部控制這些組織結(jié)構(gòu)的生長，而新的分子工程技術(shù)可精準確定在生長組織中何時何地釋放關(guān)鍵發(fā)育信號。
此次，團隊構(gòu)建了微型DNA珠子，其可“裝載”蛋白質(zhì)或其他分子。這些微珠被注入類器官中，用紫外線照射時可釋放其裝載物，從而可在發(fā)育組織中的任何時間和位置釋放生長因子或其他信號分子。
團隊將裝載有Wnt信號分子的微珠精確插入日本稻魚青鳉的視網(wǎng)膜類器官中進行了測試。這是人們首次誘導視網(wǎng)膜色素上皮細胞（視網(wǎng)膜的外層）在神經(jīng)視網(wǎng)膜組織附近形成。
以前，將Wnt添加到培養(yǎng)基中會誘導色素細胞，但會抑制神經(jīng)視網(wǎng)膜的發(fā)育。通過局部釋放信號分子，團隊實現(xiàn)了更真實的細胞類型混合，這種混合比傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)更接近于魚眼的天然細胞組成。
DNA微珠能夠靈活地在多種培養(yǎng)組織中運輸不同的信號分子，為設計更復雜的類器官開辟了新途徑。未來類器官模型可加速人們對多種疾病的模擬研究，進而帶來療效更好的藥物或治療方式。
總編輯圈點：
類器官是一種和對應器官有類似空間組織及部分類似功能的干細胞群。作為一種新興技術(shù)，類器官同時也是良好的前沿研究平臺。此次，科研人員設計了一種微型DNA珠子，攜帶蛋白質(zhì)或相關(guān)信號分子。微珠進入類器官后，可在誘導下于特定時間特定地點釋放這些裝載物，在調(diào)控之下，類器官模型能呈現(xiàn)出更真實的細胞組合。更復雜、模擬度更高的類器官，對病理學、細胞生物學研究和精準醫(yī)療、再生醫(yī)療的發(fā)展都具有重要作用。
