科學家找到一種藥劑讓一個完整的人類器官變得透明,結合激光顯微成像技術,第一次得到一個人體器官細節到細胞層面的複雜結構圖,可以作為將來三維生物打印人造器官技術的模版和圖紙。

近年來生物學家已經獲得了小鼠某些器官的完整細胞結構圖,可是使用的方法不適用於人體器官。因為人類器官比小鼠器官生長的年限長得多,裏面的膠原成份已經長了幾年甚至幾十年,用於讓小鼠器官透明的藥劑不足以讓人類器官變得透明。

這項由德國亥姆霍茲研究中心協會(Helmholtz Association of German Research Centres)組織的研究,經過多次嘗試,終於找到一種名為CHAPS的藥劑,先在人類器官上打出很多洞,再用另一種藥液注入器官內部,把器官變成透明的結構。這份研究使用的是死者的器官。

之後,研究組還發明瞭一種能容納整個器官進行掃瞄的激光掃瞄顯微鏡,能掃瞄大如人體腎臟的器官。

接下來,使用合作方德國慕尼黑工業大學(Technical University of Munich)提供的一套人工深度學習算法,分析數億張三維細胞圖片。

研究人員表示,這項技術很快將發展成掃瞄人體完整器官的主流技術,將顯著提升研究人員對大腦這樣器官的功能性健康和疾病的認知。

人體器官細胞圖還是將來三維生物打印的重要基礎。為了實現這個目標,慕尼黑路德維希•馬克西米利安大學(Ludwig Maximilian University,LMU)的埃爾圖克(Ali Erturk)和同事正在從胰腺、心臟和腎臟這些人體的主要器官著手製圖。

「幾十萬人都面臨器官短缺的問題,」埃爾圖克說,「等待時間和移植成本是大問題。人體器官細胞結構圖為我們實現按需製造器官的目標邁進了重要的一步。」

這項研究近期發表在《細胞》(Cell)期刊上。◇