为什么科学家试图在太空中制造器官?

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为什么科学家试图在太空中制造器官?
这个生物培养系统将通过研究在国际空间站微重力环境中生长的细胞,让生物学家了解太空如何影响人类健康。信贷:美国宇航局/艾姆斯研究中心/多米尼克·哈特

当你试图生长器官时,重力真的会让你沮丧。

这就是为什么太空实验如此有价值。他们揭示了一种新的视角,包括对制作的见解

重力通过影响细胞内蛋白质和基因的相互作用来影响细胞行为,从而形成组织极化这是自然器官发育的基本步骤。不幸的是,当我们试图在实验室里复制复杂的三维组织用于医学移植时,重力对我们不利。这是很困难的,因为在地球上使用的生物反应器有内在的局限性。

我是一名干细胞生物学家,对和演化。我的人类的大脑是如何在子宫内形成的,这一过程中的改变会对人的一生产生怎样的影响比如自闭症或精神分裂症。这项工作的一部分包括成长在太空中。

在实验室培育组织和器官

为了在实验室中构建有组织的组织,科学家们使用支架为细胞提供一个基于预先确定的刚性形状的表面。例如,一个人造肾脏需要一个特定形状的结构或支架,以供肾细胞生长。事实上,这种策略在早期有助于组织的组织,但从长远来看会产生问题,比如最终对这些合成支架或不准确的结构产生免疫反应。

相比之下,在失重条件下,细胞可以自由地自组织成正确的三维结构,而不需要支架基质。通过从方程中去除重力,我们研究人员可能会学到构建人体组织的新方法,比如无支架的软骨和血管,在人工环境中模仿它们的自然细胞排列。虽然这并不完全是在子宫里发生的(毕竟子宫也受重力影响),但失重条件确实给了我们一个优势。

这正是国际空间站正在发生的事情。

这些实验有助于研究人员进行优化在基础科学,个性化医疗和

但我们为什么要在太空制造器官还有其他原因。长期的太空任务会给宇航员的身体带来一系列的生理变化。虽然其中一些改变可以随着时间逆转,但另一些则不能,这将影响未来的人类航天飞行。

在宇航员执行任务前后研究他们的身体可以揭示他们的器官出了什么问题,但对造成所观察到的变化的机制几乎没有什么见解。因此,在太空中生长人体组织可以补充这类研究,并揭示抵消它的方法。

最后,我们所知道的所有生命形式都是在微重力环境下进化而来的。如果没有重力,我们的大脑可能会以不同的轨迹进化,或者我们的肝脏可能不会像在地球上那样过滤液体。

通过在太空中重现胚胎器官的形成,我们可以预测子宫中的人体将如何发育。在我的实验室里,有几个关于国际空间站的人脑类器官的研究项目正在进行,旨在了解零重力对发育的影响.这些项目将对未来的人类殖民产生深远影响(人类能在太空成功繁殖吗?)这些研究还将改善人造器官的生成,用于在地球上测试药物和治疗。对影响数百万人的神经发育和神经退行性疾病的更好的治疗方法会来自于研究吗?

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引用:为什么科学家试图在太空中制造器官?(2020, 7月8日)检索自//www.puressens.com/news/2020-07-scientists-space.html 2023年1月15日
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