实验室里长出目前最大尺寸“人造心脏”
实验室里长出目前最大尺寸“人造心脏”
“这颗心脏以每秒30次左右的频率在跳动。”在上海市浦东新区张江科学城的一家生物实验室里，上海能山生物科技有限公司首席科学家齐震指着正在培养皿中规律跳动的一颗白色心脏对记者说。
近距离观看，这颗白色的“人造心脏”直径大约1厘米，凭借肉眼就可以直接看到心脏在规律跳动，仿佛新出生的婴儿在规律呼吸。实验室里一个更大的玻璃器皿中，还有更多通过生物技术制造的心脏正在慢慢“长大”。
齐震说，眼前这个“人造心脏”，拥有心室、心房、血管等完整的心脏结构，是目前世界上通过生物培育技术路径培育的最大尺寸人工心脏。
8月27日拍摄的上海能山生物科技有限公司培育的“人工心脏”。新华每日电讯记者 杨有宗 摄
除了“人造心脏”，记者在能山生物实验室看到，这里还培育出了视网膜、皮肤、大脑、小肠等器官和组织。尽管和成年人的器官尺寸相差甚远，但通过显微镜，可以观察到人造皮肤的毛囊、小肠的褶皱、大脑的回路等。
实验室里长出“人造心脏”等人体器官，这背后得益于诱导多能干细胞即iPSC细胞技术的突破。简单来说，iPSC细胞是通过特定基因重编程技术，将体细胞转化为具有类似胚胎干细胞特性的多能性细胞。
“我们成年人的细胞无法像胚胎细胞一样进行分化，也就无法分化出各种器官，但应用iPSC细胞这项生物学技术，可以使成体细胞回到胚胎状态，成为一种多能性细胞，进而分化出各种器官。”齐震说。
能山生物此次培养出1厘米尺寸的“人造心脏”，一方面取得了尺寸层面的突破，实现从微米级到厘米级人造器官的突破；另一方面则是实现了培养成本的降低。“通过生物培育方法培养人造器官，以往需要大量的血清或类似物来为这些器官提供营养物质，我们则开发出了特殊的营养液，成本大幅降低。”齐震说。
在业界看来，随着iPSC细胞和人工智能相关技术的突破，人类有望打开细胞研究领域的新篇章。
对于“人造器官”的应用场景，人们往往首先想到器官移植。齐震表示，目前的器官移植主要依赖于器官捐献，排异反应是一个绕不过去的坎儿，但随着iPSC细胞技术不断成熟，理论上可以直接在体外造出一个人类器官，并且是用自己的细胞培育而成的，从而在一定程度上解决排异反应的问题。
相比而言，“人造器官”更成熟的应用领域在于新药研发。通过应用“人造器官”，可以进一步提升新药研发效率，降低道德和伦理方面的风险。
“除了生物培育这一技术路径，目前国际上还有通过3D打印方法来制造‘人造器官’，我认为随着未来这两种技术路径的融合，‘人造器官’还会有更广阔的前景。”齐震说。（本报记者杨有宗）