原標題:晶片裏育出“類器官”(見證中原再造新高峰)
一個小小的晶片,能培育出什麼?
河南省醫學科學院“AI+類器官晶片PI團隊”負責人謝鑫的回答是:能培育出各種不同的人體“迷你類器官”。
7月23日,河南省醫學科學院2樓“AI+類器官晶片平臺”實驗室內,研發人員在各自忙碌。實驗室門外的牌匾上,一行大字宣告著這個實驗室的使命:用人工智能和3D生物學重塑生命科學的未來。
“去年年底,在了解到省醫學科學院的科學創新機制和戰略定位之後,我很受鼓舞和吸引,就有了回家鄉創業的念頭。”謝鑫説。
37歲的謝鑫是鄭州人,曾在鄭州外國語中學就讀,2010年從上海交通大學本科畢業後赴美國波士頓深造,研究方向主要是微系統工程、生物醫學工程與器官晶片。2024年5月,省醫學科學院代表團到美國波士頓實地考察謝鑫及其創業團隊之後,決定作為“AI+類器官晶片PI團隊”將其整體引進,使之成為省醫學科學院一股強勁的科研及轉化力量。
器官晶片曾被《科學》雜誌列為“十大新興技術”之一,它的雛形始於21世紀初。2022年,美國通過了《FDA現代化法案2.0》,不再強制要求藥企進行動物實驗,並推動器官晶片與類器官研發,希望用其替代動物進行藥物測試。
實驗室外的桌子上,靜臥著幾個手機般大小的白色長方形盒子,這便是“孕育”類器官的“房子”——器官晶片。
作為一項多學科交叉匯聚的前沿科學技術,器官晶片涵蓋了生物學、材料科學、工程學、計算機科學等多個領域的知識和技術。
“我們將相應的細胞‘種’進這個器官晶片裏,再給它輸入氧氣、培養液,構建出接近於體內的生長環境,它就可以長出一個細胞團。”謝鑫説,這個細胞團從外形上看,像一個“肉球”,但它具備對應器官的各種功能,比如,“種”進去的是肝細胞,長出來的“肉球”就類似于肝臟,具備肝臟的各種功能。
類器官有何用?
“可替代動物進行藥物試驗,也可為腫瘤病人制定精準化治療方案。”謝鑫説,每一種新藥上市前,都要進行動物試驗,除去漫長的時間外,動物體內的環境和人體也有差別,類器官則能夠更準確反映出藥物對人體的真實作用效果。
此外,針對腫瘤治療的精準化需求,類器官也展現出其獨特價值。
“一般來説,腫瘤藥物對人體的毒副作用較大,而每個人由於體質不同,藥物的適應性也有所不同。”謝鑫説,之前,某個藥物對病人是否有用,必須用了之後才知道,但有了器官晶片後,就可以把患者的細胞“種”在晶片上,在體外做用藥測試,看看哪種藥物對病人更有效,從而實現腫瘤治療的精準化和高效化。
當器官晶片遇上AI後,又會發生怎樣的化學反應?
謝鑫説,與AI深度融合後,器官晶片可以産生大量的生物數據,機器學習可以高效地處理這些數據,幫助建立器官晶片數據的預測模型等,推動科學研究和醫療健康産業的創新進步。
器官晶片,不僅“涵養”著人體細胞組織,也承載著人類對藥物研發的希望和對生命健康的求索。目前,“AI+類器官晶片平臺”已經與省醫學科學院康復研究所、腫瘤研究所等4個研究所開展了合作研究。
“它的應用範圍非常廣泛,比如,在新藥研發、細胞基因治療、衰老疾病治療等領域都將大有作為。”談及未來,謝鑫信心滿滿。(記者 李曉敏)