迷你胎盘在实验室中 3D 打印，世界首创

胎盘是一种独特的器官，只在怀孕期间存在，以类似肿瘤的速度生长到一个小餐盘大小。胎盘对每个婴儿的成长都至关重要，但我们缺少有关胎盘如何发育的关键细节。

在怀孕期间研究胎盘很困难，因为采集样本可能会引入感染或引发流产。而且出生后的胎盘组织与其早期形式有很大不同。

动物胎盘通常与人类胎盘不同，因此研究它们的用处有限。怀孕研究人员对胎盘发育的关键早期阶段一无所知。

相关：我们对微塑料对胎儿的影响知之甚少，令人震惊

在新研究今天发表于自然通讯，我们报告了第一个 3D 打印的人造迷你胎盘。这些“胎盘类器官“是对早期努力的进步，将为科学家提供研究怀孕和揭示先兆子痫等并发症的新方法。

实验室中的微小器官

首次描述在2009，类器官是医学研究的突破。

从那时起，科学家们通过服用干细胞并将它们放入凝胶中，就像悬浮在果冻中的糖屑一样。这种凝胶模仿细胞被支撑的组织，并允许它们在生长和分裂时形成簇。

2018年，首届胎盘的类器官是由滋养层生长而来的——一种仅在胎盘中发现的细胞。研究人员一直在使用胎盘类器官来发现隐藏的流程通过将它们复制到盘子中来怀孕早期。

然而，这项研究大多依赖于动物源性凝胶，无法对其进行修改以反映真实胎盘的生长环境。此外，手动将细胞悬浮在凝胶中使得难以产生许多类器官。

3D打印胎盘

生物打印是一种 3D 打印技术，它使用活细胞和细胞友好材料来创建 3D 结构。我们将胎盘中的滋养层细胞与合成的、可控的凝胶混合，并将它们以精确的液滴形式 3D 打印到培养皿中，就像喷墨办公打印机一样。

我们的打印细胞长成胎盘类器官，我们将它们与用现有手动方法制成的类器官进行了比较。

我们在生物打印凝胶中生长的类器官与在动物源性凝胶中生长的类器官发育不同，并形成了不同数量的细胞亚型。这突显了类器官生长的环境可以控制它们的成熟方式。

这些类器官与人类胎盘组织非常相似，提供了早期胎盘的准确模型。我们可以通过将年轻的类器官从凝胶中取出并让它们漂浮在液体食物中来改变细胞的组织方式。

胎盘类器官的生长为研究人员研究妊娠早期的关键过程、揭示先兆子痫等严重疾病的原因并寻找新的治疗方法创造了一种新方法。

为什么了解胎盘如此重要

2023年，妊娠并发症导致260,000 名孕产妇死亡和全球数百万婴儿流失.

与胎盘功能障碍相关的一种严重妊娠并发症是先兆子痫，它影响了 5-8% 的妊娠。它会导致高血压并损害器官，通常几乎没有警告。

先兆子痫会导致早产，并给母亲和婴儿带来严重的健康风险。它还增加了母亲患心脏病等长期健康问题的风险，糖尿病和肾脏疾病。

目前，除了分娩之外没有治愈方法，因为我们仍然不完全了解是什么原因造成的。

风险因素，例如比赛、年龄、肥胖、现有高血压、糖尿病、自身免疫性疾病和辅助生殖疗法的使用可以识别更容易患先兆子痫的女性。女性有时可以通过从怀孕早期开始服用低剂量的阿司匹林来预防这种情况，但研究人员尚未找到预防所有病例的有效方法。

如果出现先兆子痫，有几种药物可供选择来治疗血压变化，但唯一的治疗方法是分娩。这通常会导致早产和早产带来的挑战。

迷你胎盘如何提供更好的帮助

有了胎盘类器官，我们可以开始拼凑妊娠并发症的谜题，安全地测试新药。例如，我们将生物打印的类器官暴露于在患有先兆子痫的女性中发现的高水平免疫信号，然后测试潜在的治疗方法，以了解类器官的生长和反应。

在此基础上，可以使用以下工具扩展生物打印类器官以更好地了解怀孕CRISPR的编辑细胞中的基因并发现其中的重要参与者精心编排的过程.它们可用于研究感染并大规模测试药物的安全性和有效性。

生物打印提高了准确性和可重复性，并减少了研究中对动物的需求——无论是采购材料还是药物测试。虽然一些动物研究仍然用于在整个活体中进行测试，但这是迈向无动物研究的重要一步。

随着我们完善这些模型，我们更接近一个可以在妊娠并发症危及生命之前预测、预防和治疗妊娠并发症的未来。

克莱尔·理查兹， 生物技术讲师，悉尼科技大学和拉娜·麦克莱门茨，副教授兼心脏基金会未来领袖研究员，悉尼科技大学

本文转载自对话根据知识共享许可。阅读原文.

宝宝起名 起名