記者俞陶然

  你聽說過“類器官”嗎？近日，上海大學轉化醫學研究院院長、中華醫學會青年骨質疏鬆學組組長蘇佳燦團隊開展的“基於DNA水凝膠空間特徵化骨類器官構建及其再生修復研究”入選國家自然科學基金委重點專案，探索將這種技術應用於骨折、類風濕性關節炎、强直性脊柱炎等疾病治療。今後，骨折病人也許只需要注射成骨類器官，就能實現骨骼的快速癒合。在藥物研發等領域，類器官也大有用武之地，可部分取代動物實驗等傳統方法，讓科學家更深入地瞭解候選新藥對人體器官的作用。

  可用於醫療和製藥

  據介紹，類器官科技起源於1907年美國科學家威爾遜的一個發現：通過機械分離的海綿細胞可以重新聚集，並自我組織成為新的具有正常功能的海綿有機體。近年來，隨著幹細胞科技日益成熟，類器官培育科技得以快速發展。所謂類器官，是利用成體幹細胞或多能幹細胞進行體外三維培養，所形成的具備一定空間結構的組織類似物。類器官並不是真的人體器官，但在結構與功能上能類比真實的器官，並進行長期的穩定傳代培養。

  過去十餘年，多種類器官已在實驗室裏誕生。2009年，科學家利用老鼠LGR5+腸道幹細胞在體外培育出腸道類器官；2011年利用人源幹細胞培育出腸道類器官；2013年利用人源幹細胞培育出腦類器官；肝、腎、胰類器官也相繼培育出來。2018年，《自然·方法》將類器官科技評為“年度方法”。

  作為一種熱門的前沿技術，通過類器官繁殖的幹細胞群可取代受損或患病的組織，達到治療疾病的目的。當這種技術發展到一定階段，醫生有望利用多能幹細胞構建的類器官，取代患者受損的組織。類器官還可取代動物實驗，用於藥物篩選。與傳統的動物模型相比，這種新興技術能讓科學家更好地瞭解真實器官對藥物的反應。

  計畫構建骨類器官

  近日獲得國家自然科學基金委支持的重點專案，研究的是骨類器官構建及其再生修復。與腸道、肝、腎等類器官不同，骨類器官具有三維空間特徵，所以構建難度更大。

  科學家利用人源幹細胞，在體外培育出成骨類器官後，可以用它來治療骨折。自然骨折的癒合是通過一種軟骨中間產物——軟骨痂來實現的，軟骨痂的主要來源是骨膜細胞中的骨骼幹細胞。囙此，可以通過選取人源的骨膜幹細胞來培育成骨類器官，讓它在體外自發地組裝成能够修復骨缺損的大段骨組織，從而實現骨折癒合。

  “我們計畫在未來3年內構建出1.0版骨類器官——一段含有皮質骨、松質骨以及交接介面的骨單元。”蘇佳燦說，這種骨單元與人體內的骨骼十分相似，可用於治療骨折。今後，骨折病人有望不再需要傳統的手術，而是注射成骨類器官，讓它在骨折處自行生長、完成癒合。

  一些依靠現有治療手段無法根治的骨類疾病，如類風濕性關節炎、强直性脊柱炎等，有望通過骨類器官獲得更有效的治療方案。科研團隊如果能構建出健康來源的幹細胞分化出的骨類器官，再加以輔助治療，就有望攻克類風濕性關節炎、强直性脊柱炎等重大疾病。