分子工程新技術造出復雜類器官

科技日報北京9月10日電 （記者張夢然）德國“3D物質定制”卓越集群、馬克斯普朗克醫學研究所、海德堡大學有機體研究中心和分子生物學中心合作，開發出一種新的分子工程技術。研究團隊利用特定折疊的DNA制成的微珠，在組織結構內釋放生長因子或其他信號分子，從而精確影響類器官的發育。利用這一技術可培育出更復雜的類器官，更好地模仿人體組織，呈現更真實的細胞組合。研究成果發表在最新一期《自然納米技術》雜志上。

類器官是由干細胞衍生的微型器官狀組織結構，可用于基礎研究，獲得有關人類發育的新見解或研究疾病的發展。在此之前，科學家無法從內部控制這些組織結構的生長，而新的分子工程技術可精準確定在生長組織中何時何地釋放關鍵發育信號。

此次，團隊構建了微型DNA珠子，其可“裝載”蛋白質或其他分子。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膜類器官中進行了測試。這是人們首次誘導視網膜色素上皮細胞（視網膜的外層）在神經視網膜組織附近形成。

以前，將Wnt添加到培養基中會誘導色素細胞，但會抑制神經視網膜的發育。通過局部釋放信號分子，團隊實現了更真實的細胞類型混合，這種混合比傳統的細胞培養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。

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，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，攜帶蛋白質或相關信號分子。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，在調控之下，類器官模型能呈現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療、再生醫療的發展都具有重要作用。