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透明人体器官首次呈现细胞层面三维图

2020年2月19日17:00 环球解密

    科学家找到一种药剂让一个完整的人类器官变得透明,结合激光显微成像技术,第一次得到一个人体器官细节到细胞层面的复杂结构图,可以作为将来三维生物打印人造器官技术的模版和图纸。

    新成像技术成功获得人脑的透明图像。

    近年来生物学家已经获得了小鼠某些器官的完整细胞结构图,可是使用的方法不适用于人体器官。因为人类器官比小鼠器官生长的年限长得多,里面的胶原成分已经长了几年甚至几十年,用于让小鼠器官透明的药剂不足以让人类器官变得透明。

    这项由德国亥姆霍兹研究中心协会(Helmholtz Association of German Research Centres)组织的研究,经过多次尝试,终于找到一种名为CHAPS的药剂,先在人类器官上打出很多洞,再用另一种药液注入器官内部,把器官变成透明的结构。这份研究使用的是死者的器官。

    之后,研究组还发明了一种能容纳整个器官进行扫描的激光扫描显微镜,能扫描大如人体肾脏的器官。接下来,使用合作方德国慕尼黑工业大学(Technical University of Munich)提供的一套人工深度学习算法,分析数亿张三维细胞图片。

    研究人员表示,这项技术很快将发展成扫描人体完整器官的主流技术,将显着提升研究人员对大脑这样器官的功能性健康和疾病的认知。

    人体器官细胞图还是将来三维生物打印的重要基础。为了实现这个目标,慕尼黑路德维希·马克西米利安大学(Ludwig Maximilian University,LMU)的埃尔图克(Ali Ertürk)和同事正在从胰腺、心脏和肾脏这些人体的主要器官着手制图。

    “几十万人都面临器官短缺的问题,”埃尔图克说,“等待时间和移植成本是大问题。人体器官细胞结构图为我们实现按需制造器官的目标迈进了重要的一步。”

    这项研究近期发表在《细胞》(Cell)期刊上。

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