“這顆心臟以每秒30次左右的頻率在跳動。”在上海市浦東新區(qū)張江科學城的一家生物實驗室里，上海能山生物科技有限公司首席科學家齊震指著正在培養(yǎng)皿中規(guī)律跳動的一顆白色心臟對記者說。
近距離觀看，這顆白色的“人造心臟”直徑大約1厘米，憑借肉眼就可以直接看到心臟在規(guī)律跳動，仿佛新出生的嬰兒在規(guī)律呼吸。實驗室里一個更大的玻璃器皿中，還有更多通過生物技術制造的心臟正在慢慢“長大”。
齊震說，眼前這個“人造心臟”，擁有心室、心房、血管等完整的心臟結構，是目前世界上通過生物培育技術路徑培育的最大尺寸人工心臟。
除了“人造心臟”，記者在能山生物實驗室看到，這里還培育出了視網膜、皮膚、大腦、小腸等器官和組織。盡管和成年人的器官尺寸相差甚遠，但通過顯微鏡，可以觀察到人造皮膚的毛囊、小腸的褶皺、大腦的回路等。
實驗室里長出“人造心臟”等人體器官，這背后得益于誘導多能干細胞即iPSC細胞技術的突破。簡單來說，iPSC細胞是通過特定基因重編程技術，將體細胞轉化為具有類似胚胎干細胞特性的多能性細胞。
“我們成年人的細胞無法像胚胎細胞一樣進行分化，也就無法分化出各種器官，但應用iPSC細胞這項生物學技術，可以使成體細胞回到胚胎狀態(tài)，成為一種多能性細胞，進而分化出各種器官。”齊震說。
能山生物此次培養(yǎng)出1厘米尺寸的“人造心臟”，一方面取得了尺寸層面的突破，實現(xiàn)從微米級到厘米級人造器官的突破;另一方面則是實現(xiàn)了培養(yǎng)成本的降低。“通過生物培育方法培養(yǎng)人造器官，以往需要大量的血清或類似物來為這些器官提供營養(yǎng)物質，我們則開發(fā)出了特殊的營養(yǎng)液，成本大幅降低。”齊震說。
在業(yè)界看來，隨著iPSC細胞和人工智能相關技術的突破，人類有望打開細胞研究領域的新篇章。
對于“人造器官”的應用場景，人們往往首先想到器官移植。齊震表示，目前的器官移植主要依賴于器官捐獻，排異反應是一個繞不過去的坎兒，但隨著iPSC細胞技術不斷成熟，理論上可以直接在體外造出一個人類器官，并且是用自己的細胞培育而成的，從而在一定程度上解決排異反應的問題。
相比而言，“人造器官”更成熟的應用領域在于新藥研發(fā)。通過應用“人造器官”，可以進一步提升新藥研發(fā)效率，降低道德和倫理方面的風險。
“除了生物培育這一技術路徑，目前國際上還有通過3D打印方法來制造‘人造器官’，我認為隨著未來這兩種技術路徑的融合，‘人造器官’還會有更廣闊的前景。”齊震說。(本報記者楊有宗)
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