之前，科學(xué)家成功地將已死的豬腦復(fù)活并維持了數(shù)個小時的生命?，F(xiàn)在，日本科學(xué)家又對小鼠的腦組織下手了，從身體剝離后又使其存活了25天——極大地增加了孤立大腦組織的生存期，從幾天到幾周，進(jìn)而極大地降低了相應(yīng)藥物的研發(fā)條件。

成功的關(guān)鍵在于一種使組織存活的新方法：將特殊類型的薄膜與改良過的微流體裝置結(jié)合在一起。

微流體設(shè)備使用微小的通道將流體輸送到組織，與常規(guī)培養(yǎng)皿相比，在離體組織實驗中具有明顯優(yōu)勢。

除了精確的流體輸送外，它們更易于定制，可以模仿某些細(xì)胞行為，并可適應(yīng)較小的樣品量，使我們研究細(xì)胞相互作用時更加容易。

但是對人體系統(tǒng)來說，僅僅數(shù)天時間不足以揭示長期影響。這就是我們當(dāng)前技術(shù)的不足之處。

問題在于保持平衡。組織會很快變干，因此需要使用濕培養(yǎng)基保持水分。但是過多的水會阻止細(xì)胞交換組織生存所需的氣體——等于淹死。

就像電影里超級反派會說的臺詞，新發(fā)明在簡單性方面簡直是天才創(chuàng)意。它由一個半滲透的微流體通道組成，被可滲透的人造膜和固體壁包圍。這些固體壁由聚二甲基硅氧烷制成——它們是微流體設(shè)備中常用的有機(jī)硅聚合物。

因此，不是將組織一直固定在培養(yǎng)基浴中，而是使流體通過通道和可滲透膜進(jìn)行循環(huán)，以保持組織濕潤，同時仍允許細(xì)胞之間的氣體交換。

研究人員說，聽起來如此簡單，但實現(xiàn)起來并不容易。

RIKEN生物系統(tǒng)動力學(xué)研究中心的生物化學(xué)家Nobutoshi Ota說：“由于PDMS壁和多孔膜之間形成的微通道很不尋常，因此很難控制介質(zhì)的流動。但是，在對多孔膜進(jìn)行反復(fù)試驗和調(diào)整進(jìn)口/出口流速之后，我們?nèi)〉昧顺晒Α?rdquo;

研究團(tuán)隊使用一小塊腦組織——被稱為超上眼神經(jīng)核(SCN)，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)哺乳動物的晝夜節(jié)律和生物節(jié)律。SCN中的神經(jīng)元細(xì)胞通過在細(xì)胞之間轉(zhuǎn)移肽和小分子來交換和同步相位信息，這使SCN成為研究細(xì)胞相互作用的理想對象。

這些SCN的來源——小鼠事先經(jīng)過了基因編輯，因此大腦中的晝夜節(jié)律活動與熒光蛋白的產(chǎn)生相關(guān)。當(dāng)一切正常時，組織會發(fā)出熒光。

研究人員說，與他們在更傳統(tǒng)的培養(yǎng)皿中對相同組織的實驗相比，新培育方式使熒光持續(xù)了25天之久。僅僅10小時后，對照組中的組織活性已下降了6％。

實驗系統(tǒng)中的組織只能持續(xù)25天的唯一原因是，那是實驗的截止時間。研究人員預(yù)計它可能會存活100天以上。

這就是他們之后的研究方向。他們相信新發(fā)明可被用于所有器官組織，而不僅僅是大腦。

Ota說：“這種方法不僅可以用于從動物身上移植出的組織，還將推動那些需要通過長期培養(yǎng)和觀察來了解器官發(fā)生的研究，這對于組織和器官培育技術(shù)來說，是必不可少的過程。”

該研究已發(fā)表在Analytical Sciences上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。