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以人体器官芯片重构“数字生命模型”系统

“人体器官芯片是通过细胞在体外芯片中培养,实现模拟人体器官功能的一项新兴技术。借助器官芯片的技术优势,研究者可以构建一个‘数字生命模型’系统。”近日,在由剑桥大学、南京江北新区管理委员会共同主办,剑桥大学南京科技创新中心承办的“剑桥南京论坛2021-脑科学与类脑研究峰会”上,东南大学生物科学与医学工程学院院长、长江学者特聘教授顾忠泽表示。

能复制人微小的心肝肾肺

人体器官芯片的主要目标就是将芯片技术和组织工程干细胞技术相结合,在一个像U盘大小的芯片上面,重建人体微小的心肝肾肺。“当然,它只是一个微小的器官,与我们原来的并不一样,但也能再现一部分的功能。而这,恰恰是我们研究所需要的。”顾忠泽介绍。

据了解,东南大学生物科学与医学工程学院拥有两个国家级平台——生物电子学国家重点实验室和生物学工程教学示范中心。同时,还设有一个专门研究脑与学习的实验室—儿童发展与学习科学教育部重点实验室。

“目前,我的团队从事的主要研究就是人体器官芯片,实际上这也是进入本世纪后,一个发展非常迅速的新研究方向。”顾忠泽说。

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顾忠泽在“剑桥南京论坛2021-脑科学与类脑研究峰会”现场(受访者供图)

进行个性化评估

在谈到人体器官芯片技术的应用时,顾忠泽表示,该技术既可以去评估个性化治疗,还可以去评估药物的药效。“在肿瘤领域,国内几大药企已购买了我们的服务。”

“我们能为退行疾病治疗药物的筛选提供实验模型。以前没有我们这个模型,必须要用实验动物,而一些与脑部神经系统有关的药物研发,临床实验更为困难。人体类脑器官芯片则提供了一个良好的解决方案。”顾忠泽说,利用类脑器官芯片技术,还可以探索人体与人工智能的关联性。

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人体器官芯片产业示意图,(图片来源:东南大学官网)

那么,具体而言,研发人体器官芯片对于生命科学和医疗健康产业,有哪些重要意义?

对此,顾忠泽认为,对于生物医药来说,人体器官芯片是一个革命性的变化。药物研发需要经过漫长的动物和临床实验,而且花费巨大,如何降低研发成本,备受业内关注。

当前,欧美等发达国家开始在生物医药领域推进非动物实验的政策。而人体器官芯片恰恰为这一政策顺利实施创造了条件。这其中核心的问题就是检测技术、评估技术。

“我们经过近10年的研发,已经形成了自己的检测和评估方法,将对我国的新药研发和个性化的治疗有重要的推动作用。”顾忠泽说。

共享学术盛宴平台

据悉,此次的“剑桥南京论坛2021-脑科学与类脑研究峰会”,历时两天,单场学术报告长达45分钟,15场前沿报告接龙,6位中国科学院院士与6位长江学者特聘教授坐镇,7位国内一流大学学者和8位剑桥大学学者精彩开讲,跨越剑桥大学与南京8900公里的地理障碍,以现场和云端同步分享的方式,为到场的近百位嘉宾和在线的百余位观众,携手献上了一场前沿国际的学术饕餮大餐。

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“剑桥南京论坛2021-脑科学与类脑研究峰会”现场(主办方供图)

“通过线上线下的形式,能够把南京和剑桥、中国和国际相连接,实现了预期目标。如果我们不能互相交流,科学技术是很难发展的。所以从这一点来说,特别在疫情期间,峰会顺利召开更具时代意义。”顾忠泽表示。

立足国内外研究视角,有关脑科学与类脑智能的研究是一个值得关注的前沿方向。顾忠泽期望,专家学者能够利用剑桥大学南京科技创新中心搭建的国际化平台,更好地团结和联合相关科学家,各取所长、强强联合,共同推动人类的脑科学与类脑研究的发展。



来源:中国科学报