科学家造出能工作的微型“人体血库”

骨髓通常默默运作，不太引人注意。只有当它的功能出现问题（如患血癌）时，才会成为关注焦点。此时，了解血液正常生成过程以及该过程为何会中断就变得至关重要。

人类细胞模型提供新研究工具。数十年来，大多数骨髓研究依赖动物实验或无法完全模拟人体环境的简化细胞系统。瑞士巴塞尔大学和巴塞尔大学医院生物医学系的科学家们现已研制出一种完全由人类细胞构成的逼真骨髓模型。由伊万·马丁教授和安德烈斯·加西亚·加西亚博士领导的团队在《细胞·干细胞》杂志上报告称，该平台或可支持血癌研究、药物测试，并有望助力未来的个性化治疗。

了解骨髓微环境。骨髓包含多个被称为“微环境”的特殊小环境。其中一个在生成新血细胞中起核心作用的微环境靠近骨表面，且与血癌的治疗抵抗能力有关，被称为骨内膜微环境，其包含血管、免疫细胞、神经和骨细胞。此前，尚无人类模型能在单一系统中包含所有这些成分。

研究人员现已开发出一种能复制这种复杂性的模型。他们的研究始于一个由羟基磷灰石（牙齿和骨骼中含有的天然矿物质）制成的人工骨支架。随后，他们使用通过分子生物学技术重编程为多能干细胞的人类细胞。这些干细胞能根据所处环境中的信号发育成多种不同细胞类型。

构建功能性3D骨髓系统。研究团队将这些干细胞引入人工骨支架，并通过可控的发育步骤引导它们生成多种骨髓细胞类型。分析显示，由此形成的三维结构与人类骨内膜微环境高度相似。该模型也比以往模型更大，直径8毫米，厚度4毫米。借助该模型，研究人员能在实验室中维持人类血细胞生成达数周之久。

有望减少动物实验。“我们从老鼠研究中了解了很多骨髓运作机制，”伊万·马丁表示，“但我们的模型更贴近人体生物学。它可作为许多动物实验的补充，用于研究健康和疾病状态下的血细胞生成。”这一目标与该大学在可行情况下减少、优化和替代动物实验的大方向一致。

该系统还可支持药物研发。“不过，就这一特定用途而言，我们的骨髓模型可能太大了，”安德烈斯·加西亚·加西亚解释道。要同时测试多种药物或剂量，平台需要做得更小。

未来，这种方法或有助于指导血癌的个性化治疗决策。研究人员设想构建患者特异性骨髓模型，让医生能测试疗法并找出对每个患者最有效的方案。要实现这一点还需进一步改进，但这项研究已是重要的早期一步。