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脑组织可以在人造膜上存活数周

日本理研生物系统动力学研究中心的研究人员已经开发出一种新的系统,该系统可以将组织从动物转移到培养基后进行长期研究。新系统使用微流控设备,可以防止组织变干和淹没在液体中。概念验证实验表明,从小鼠大脑中移出的组织在培养近一个月后仍然可以存活,比其他微流培养方法所能吸收的时间更长,并且也更简单。

在培养物中对组织进行实验可以促进药物发现,因为研究人员可以系统地操纵组织并测试不同的药物或药物组合。但是,当研究一个整个系统时,其中许多细胞必须彼此相互作用,因此证明将组织保持“存活”超过几天是困难的。除非将其放入具有适当营养的湿培养基中,否则组织会迅速干燥并死亡。另一方面,将复杂的组织浸入流体中会损坏组织,因为它不允许气体在组织之间正常转移。

为了解决这个问题,RIKEN的科学家开发了一种使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的微流体装置,该材料通常在非处方药中用作消泡剂。该设备具有被人造膜和固体PDMS壁包围的半渗透通道。不是使培养基始终浸没在流体中,而是使培养基在微通道内循环并通过可渗透膜,从而使适当的气体交换,从而使组织受益。这听起来很简单,但是找到最佳设置被证明是一项挑战。正如第一作者Ota Nobutoshi指出的那样:“控制介质的流动非常困难,因为在PDMS壁和多孔膜之间形成的微通道是不寻常的。但是,

该团队使用小鼠视交叉上核的组织测试了该装置,该组织是控制昼夜节律的大脑复杂部分。小鼠本身是敲入小鼠,其中大脑中的昼夜节律活动与高荧光蛋白的产生有关。通过测量来自脑组织的生物发光水平,他们能够看到保持系统存活的组织保持活跃和功能超过25天,并具有良好的昼夜节律活动。相比之下,传统培养物中保存的组织中的神经活动仅在10小时后下降了6%。

这种新方法将带来许多好处。在短期内,它将用于观察生物学发展和测试组织对药物的反应。长期利益也很明显。大田说:“这种方法不仅可以用于从动物身上移植出的组织,而且还可以用于多种用途。”“它还将通过长期培养和观察来改善器官发生的研究,这对于生长组织和器官是必不可少的。”

实际上,该团队目前正在计划使用其系统的长期实验,以观察类器官形成过程中血管的形成和细胞的运动。

这项研究发表在《分析科学》杂志上。

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