據(jù)e鍵打印小編了解，近日在最新一期的《Nature Methods》雜志上，來自加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）的一隊(duì)科學(xué)家公布了他們在3D打印人體組織的微型模型方面獲得的技術(shù)突破。科學(xué)家們稱，該技術(shù)可以用于藥物篩選、癌癥研究，最終甚至可以幫助完成可移植器官。

　　這一新技術(shù)被稱為細(xì)胞的DNA編程組裝（DPAC，DNA Programmed Assembly of Cells）。這項(xiàng)研究是由UCSF的藥物化學(xué)副教授Zev Gartner領(lǐng)導(dǎo)，參與者包括博士后研究員Alex Hughes、研究人員Maxwell Coyle博士，以及一批博士生。

　　研究人員解釋稱，這項(xiàng)技術(shù)主要是要制造出像樂高積木那樣可以構(gòu)成人體組織的微小模型，這些模型就像構(gòu)成人體的“磚塊”。這些微小模型被3D打印到一個(gè)碟子里，可以用于范圍廣泛的研究，比如對于受癌癥影響組織的研究、或者治療藥物的篩選，它甚至還可能導(dǎo)致3D打印人體器官的突破。

　　Gartner教授非常看好這一突破。“我們可以獲取想要的任何細(xì)胞類型，并且通過編程指定它要去的地方。我們可以在最早期的階段精確地控制誰跟誰說話，誰要接觸誰。隨后這些細(xì)胞就會按照最初編程好的空間線索進(jìn)行互動(dòng)、四處移動(dòng)，然后隨著時(shí)間的推移發(fā)展成為組織。”Gartner表示，“這中間的一個(gè)潛在的應(yīng)用是，在未來的幾年中，我們可能會從一位乳癌癥患者的乳腺上采集不同組成部分的樣品，建立一個(gè)這些組織的模型，并以此作為一個(gè)專門針對該患者的個(gè)性化藥物篩選平臺來使用。另外一個(gè)用處是我們可以從這些模型上學(xué)習(xí)到組織生長的規(guī)則，然后最終會使其成長為完整的器官。”

　　更重要的是，這種技術(shù)的效率非常高。該技術(shù)可以在數(shù)小時(shí)之內(nèi)創(chuàng)建出數(shù)以千計(jì)的類器官陣列——每個(gè)類器官都通過了定制設(shè)計(jì)，并含有數(shù)百個(gè)細(xì)胞。要知道，我們的身體里包含了超過10萬億個(gè)細(xì)胞，這些細(xì)胞有數(shù)百種。而正是不同細(xì)胞的組合構(gòu)成了各種器官系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能。但癌癥往往會打破已經(jīng)組織好的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，所以我們需要武裝自己對抗它。“細(xì)胞不是孤獨(dú)的小自動(dòng)機(jī)，”Gartner表示，“它們會通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行溝通，進(jìn)行集體決策。正如在任何復(fù)雜的社會組織中那樣，只有這個(gè)組織的結(jié)構(gòu)正確它才會成功，而許多失敗的企業(yè)已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。在人體組織的背景下，當(dāng)出現(xiàn)組織故障時(shí)，那就是癌癥。”

　　這就使DPAC技術(shù)非常有效，因?yàn)楦嘤嘘P(guān)組織細(xì)胞如何進(jìn)行自我組織和功能的知識有助于我們更好地理解如何治愈癌癥。“這項(xiàng)技術(shù)可以讓我們在碟子上制造一些簡單的細(xì)胞組織部件，以便于我們能夠輕松地學(xué)習(xí)和操作。”參與這項(xiàng)研究的博士研究生之一Michael Todhunter說。“它讓我們無需對人體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以提出一些復(fù)雜的人類組織問題。”

　　至于如何3D打印出具體的結(jié)構(gòu)，Gartner的團(tuán)隊(duì)依賴于DNA。簡單地說，研究人員會切出一小段DNA并將它安裝到細(xì)胞的外膜上——他們將之比做網(wǎng)球上的絨毛。這不僅能使細(xì)胞了解它們屬于類器官中的哪一部分，也能夠把細(xì)胞“粘”在。最有趣的是，如果這些細(xì)胞彼此的DNA序列不相匹配，它們是不會互相粘附的。這就使科學(xué)家能夠創(chuàng)建出非常精確的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。他們可以逐層3D打印出這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)，而每組都被設(shè)計(jì)為只與特定的“細(xì)胞伙伴”結(jié)合。

　　為了展示該技術(shù)在3D打印不同類器官方面的能力，科學(xué)家們還在實(shí)驗(yàn)中3D打印了各種不同細(xì)胞的陣列，比如脈管細(xì)胞、乳腺細(xì)胞，以及乳腺上皮細(xì)胞等。在后一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他們在細(xì)胞中加入了低水平的癌癥基因RasG12V，發(fā)現(xiàn)不止一個(gè)突變細(xì)胞能夠引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)的異常生長。

　　下一步，Gartner的研究團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃使用這種技術(shù)在細(xì)胞水平上研究到底是什么樣的變化導(dǎo)致了腫瘤的生長并產(chǎn)生能夠入侵人體其他部位的癌細(xì)胞，最終危及生命。 他們也希望用這種技術(shù)來了解更多關(guān)于如何打造可移植的功能組織甚至包括完整的器官的知識。“打造出類似于大腦那樣復(fù)雜的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的功能模型，是我們追求的最高挑戰(zhàn)之一。”Todhunter說，“DPAC使得這樣一個(gè)崇高的目標(biāo)似乎有可能實(shí)的。”