
得了肺部疾病,未来或许不用马上冒着风险尝试新药——因为科学家已经找到办法,为你提前“试药”。
德国杜伊斯堡-埃森大学的一支科研团队,最近开发出一种自动化制造“迷你肺”的方法。这些迷你肺其实是一种叫“类器官”(organoids)的三维小结构,由干细胞培育而成,内部拥有类似真实肺部的细胞类型和微型“气道”“肺泡”。
简单来说,它们就是能在实验室里模拟人体肺部功能的“小模型”。
为什么迷你肺这么重要?
肺部疾病种类繁多,又非常复杂,研究新药往往困难重重。传统的细胞培养无法模拟真实人体环境,而动物实验也存在差异和伦理问题。
迷你肺就成了完美的替代方案:
- 结构更接近真实肺部
- 可以用来测试各种药物的效果和安全性
- 未来甚至可能“私人订制”
如果用患者自己的细胞培养迷你肺,就能为每个人提前筛选最合适的药物,降低用药风险。
自动化突破:让迷你肺不再靠“手工制作”
过去制造类器官非常费时费力,需要科学家在显微镜下一步步操作,很难大量生产,限制了使用范围。
研究团队的突破在于——
他们把整个过程搬进了一个自动搅拌的生物反应器里,让细胞在适合的环境中自动聚集、分化,长成迷你肺。
研究人员还特地把自动化版和手工版的迷你肺做了比较:
两种方式都成功形成了类似肺部的小结构,并产生了关键的肺上皮细胞和肺泡相关细胞。只是在一些细胞比例上略有差别。
这证明:
迷你肺完全可以实现批量自动化生产!
未来能做什么?
1. 更快速测试肺病新药
有了自动化方法,科学家可以一次性制造大量类器官,用于高通量药物筛选,大幅加快研发速度。
2. 个性化医疗新希望
未来,医生也可能取患者一点点组织,培养出专属的迷你肺。
提前测试:
- 哪种药对你最有效?
- 什么剂量最安全?
- 是否会出现副作用?
3. 更好地研究肺部疾病
类器官能更真实地模拟人体环境,帮助科学家理解疾病发生机制。
仍需改进,但前景令人期待
目前的类器官还不能完全模仿真实肺部,比如没有免疫细胞、没有血管,也没有血液流动。但研究团队已经在优化技术,希望未来能让这些迷你肺更加“像真人”。
正如研究负责人所说:
“现在最重要的是——我们证明它真的可行。”
未来,有了这些在实验室里“呼吸”的迷你肺,人类对抗肺疾病的能力,或将大幅提升。
参考文献:Upscaling: Efficient generation of human lung organoids from induced pluripotent stem cells using a stirring bioreactor, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (2025). DOI: 10.3389/fbioe.2025.1684315
