Nature Methods：构建3D组织的新方法

　　

科学家希望在实验室里制作出人体器官。不过在此之前，他们需要了解如何形成具有功能的组织。根据麻省理工学院（MIT）《技术评论》杂志报道，研究人员开发出一种新方法，让DNA能够像魔术贴一样粘在一起，从而为形成有功能的组织铺平了道路。

通常，细胞自我组装成复杂的三维结构，这些结构形成了组织。生物学功能遵从这种结构，也取决于细胞彼此之间的特殊排列。单个细胞的行为取决于邻近细胞的信号，而器官中细胞和组织的集体行为也来自这些三维关系。重建组织，有助于对形态发生和疾病进行建模。

很多研究小组在利用各种方法来形成有功能的组织。与现有的3D培养方法相比，新方法对最终的组织结构有更高的控制水平。这种方法于近日在线发表于《Nature Methods》上。加州大学旧金山分校的Zev Gartner教授领导了这项研究。

新的方法名为DNA编程的细胞组装（DPAC）。它利用连在每个细胞外侧的DNA链让细胞与有着互补链的其他表面相连，组装成特定的结构。研究人员通过编程的方式，一层一层地构建组织。

细胞的3D打印已逐渐成为组织工程中的一种流行方法。不过，问题来了，细胞在整个打印过程中很难存活，并保持健康，而且不能根据需要精确放置细胞。Gartner教授表示，实现单细胞分辨率很重要，而新的方法能够做到这一点。

如今，这种新方法可用来构建结构，包括组织以及围绕着它的ECM凝胶，模拟了体内组织生存的环境。这些结构大约有几百微米厚，几厘米宽。不过，制作更厚的组织也面临一个很大的问题，那就是需要向细胞提供氧气和营养物质，就像体内的血管一样。Gartner表示，利用新方法以及organ-on-a-chip技术所使用的微流体设备，可以解决这一点。

研究人员利用DPAC来探索ECM组成的影响，以及异型细胞之间的相互作用。他们的长期目标是使用细胞及其他组织成分作为“建筑材料”，诱导它们自己形成有功能的器官或器官样的结构。（生物通 薄荷）

原文检索

Programmed synthesis of three-dimensional tissues

Nature Methods (2015) doi:10.1038/nmeth.3553