机器人从人干细胞中生长迷你器官

一种使用机器人的自动化系统已经被设计出来，可以快速从干细胞中提取人体微型器官。西雅图华盛顿大学医学院的研究人员开发了这个新系统。

领导这项研究的华盛顿大学医学院(UW School of medicine)肾学部医学助理教授本杰明·弗里德曼(Benjamin Freedman)表示，这项进展有望大大扩大微型器官在基础研究和药物发现中的应用。

“这是我们对疾病的斗争中的一种新的”秘密武器“，”自由人士，尤其是由乌斯·科技和再生医学研究所以及肾脏研究所，西北肾中心之间的合作和uw医学。

描述新技术的报告将在线发布于2017年期刊细胞干细胞。该研究的主要作者是弗里德曼实验室的科学家Stefan Czerniecki和Nelly Cruz，以及密歇根大学医学院肾病科内科助理教授Jennifer Harder博士，她是那里的肾病专家。

Freeman解释说，为生物医学研究培养细胞的传统方法是将它们培养成平面的二维薄片ob欧宝直播nba，这是过于简单的。近年来，研究人员在生长方面越来越成功干细胞进入更复杂，三维结构，称为迷你器官或有机体。这些类似于基本的器官和许多方式表现得很好。虽然这些属性使有机体适合生物医学研究，但它们也构成了批量生产的挑战。ob欧宝直播nba根据开发商的说法，批量生产有机体有机体的能力是新的机器人技术最令人兴奋的潜在应用。

在这项新研究中，研究人员使用了一个机器人系统来自动化将干细胞培养成类器官的过程。虽然类似的方法已经成功地用于成人干细胞，这是第一个成功地从多能干细胞自动化制造类器官的报告。这种细胞类型是多用途的，能够成为任何类型的器官。

在这个过程中，液体处理机器人将干细胞引入包含多达384个微型孔的板中，然后在21天的时间里诱导它们变成类肾脏器官。每个小微孔通常包含10个或更多的类有机物质，每个板包含数千个类有机物质。机器人的速度足以让亨利·福特(Henry Ford)的汽车装配线刮目相看，它可以在很短的时间内生产出许多车牌。

弗里德曼说:“一般来说，仅仅设置一个如此规模的实验就需要研究人员花费一整天的时间，而机器人只需20分钟。”

“最重要的是，这个机器人不会累，也不会犯错，”他补充说。“这是毫无疑问的。对于这种重复性、乏味的工作，机器人比人类做得更好。”

研究人员进一步训练了机器人来处理和分析它们所产生的有机体。密歇根大学肾脏中心的更难和她的同事使用了一种自动化的尖端技术，称为单细胞RNA测序，以识别有机体中发现的所有不同类型的细胞。

“我们认为这些有机体使得类似于发育的肾脏，而且还含有先前未在这些培养物中表征的非肾细胞，”更耐受。

“这些调查结果让我们更好地了解这些有机体的性质，并提供了我们可以改进的基线，”Freedman说。“这种高吞吐量平台的值是我们现在可以在许多不同方式在任何时候改变我们的程序，并快速看到这些变化中的哪一个产生更好的结果。”

为了证明这一点，研究人员发现了一种大大增加血管数量的方法细胞使它们更像真正的肾脏。

研究人员还利用他们的新技术来寻找可能影响疾病的药物。在其中一项实验中，他们生产了带有突变的类器官，可导致多囊肾病。多囊肾病是一种常见的遗传性疾病，全世界每600人中就有一人患有这种疾病，并经常导致肾衰竭。

在这种疾病中，肾脏中的微小管和其他器官膨胀就像气球一样，形成挤出健康组织的扩张囊肿。

在实验中，研究人员将多囊肾疾病有机体暴露于许多物质。他们发现，一个称为Blebbistatin的因素，阻断称为肌球蛋白的蛋白质，导致囊肿的数量和大小的显着增加。

“这是出乎意料的，因为肌肉蛋白没有涉及PKD，”Freedman说。以肌肉收缩中的作用而更好地称为肌球蛋白可能允许肾小管扩大和合同。如果它无法正常运作，它可能导致囊肿，Freedman解释说。

“这绝对是我们将看的途径，”他说。

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