首批人类患者接受实验室培育的血细胞的输注 可调整成任何血型

首批人类患者接受实验室培育的血细胞的输注可调整成任何血型献血可以拯救生命，尤其是对患有镰状细胞贫血症的人。但是，需求远远超过供应，而且匹配血型是一个额外的麻烦，往往导致患者错过，甚至浪费捐赠的血液。一个有吸引力的替代方案是在实验室里大规模生产红细胞，这些红细胞可以被调整为需要的任何血型。几十年来，科学家们一直在努力实现这一目标，现在已经取得了一个重要的里程碑，首次将实验室培育的血液输给人类患者。该技术仍然从献血者的血液开始，但在这种情况下，科学家所追求的不是红血细胞--而是造血干细胞。这些细胞被分离出来，放在营养液中18至21天，鼓励它们繁殖并发展成更成熟的血细胞。然后进一步纯化和储存，准备输血。细胞培养液的烧瓶，孵化红细胞以备输血NHSBT这项名为RESTORE的新临床试验旨在测试输注这些人造血细胞的安全性，以及它们在体内的持续时间。红细胞的寿命通常为120天左右，但传统的捐赠血液包含不同年龄的随机细胞样本。另一方面，实验室培育的血液都是"新鲜"的，所以它应该都能可靠地持续保存120天。RESTORE试验将涉及至少10名参与者接受"迷你"输血，安全起见首次试验只只包含5到10毫升（一到两茶匙）的红细胞。他们每人将接受两次这样的迷你输血，间隔四个月--一次是实验室培育的血细胞，另一次是标准捐赠的血液。然后他们将被监测是否有任何副作用，特别是检查实验室培育的血液是否像预期的那样持续时间更长。到目前为止，作为试验的一部分，两名参与者已经接受了实验室培育的血细胞的输血，科学家报告说，他们没有显示出任何不良的副作用。随着进一步的发展，实验室培育的血细胞可以提供比传统献血更多的优势。对于那些需要定期输血的人来说，较长的细胞寿命应该有助于让他们在输血之间有更长的间隔。而且，它可以减少献血者和受血者之间匹配血型的需要，从长远来看，可能会缓解血液短缺。虽然这是实现这一目标的一个重要里程碑，但在实验室定期培养输血之前，仍有许多工作要做。同时，献血者仍有很大的需求。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331991.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331991.htm

研究人员正试图用在实验室中生长的"迷你大脑"构建生物计算机

研究人员正试图用在实验室中生长的"迷你大脑"构建生物计算机论文解释说，这个新术语旨在将该领域确立为一种"真正的生物计算形式，以"道德上负责任的方式利用科学和生物工程的进步来驾驭大脑器官"。这些新的生物计算机是由实验室培养的迷你大脑组成的，基本上是由干细胞组成的小型3D物体。这些细胞被设计成模仿大脑的形状，以及大脑的学习能力。科学家们希望，这些生物计算机可以代表计算机能力的巨大飞跃。这是因为硅基计算机在数字方面非常出色。但是，大脑本身在学习方面要有效得多。利用实验室培育的迷你大脑的生物计算机有望将该领域推到聚光灯下。科学家已经教会这些迷你脑生物计算机如何做一些不同的事情。例如，我们已经看到盘子里的脑细胞学会了玩经典的Pong游戏，展示了与传统计算机和人工智能相比，这些生物计算机的学习速度有多快。去年年底，我们还看到科学家们在一个实验中把实验室培育的迷你大脑与活老鼠的大脑结合起来。该领域内的这些动向绝非毫无关联，因为它们显示了这些迷你大脑的整体计算和学习能力比传统计算机系统更快。当然，将它们的规模扩大到目前的能力之外是研究人员必须考虑的另一个因素。不过，与此同时，这些在实验室里生长的迷你大脑已经显示出非凡的前景。有机体智能领域可能刚刚开始破冰，但到目前为止，它已经显示出一些令人兴奋的主张，一旦扩大规模并加以改进，可能有助于将计算推向一个全新的水平。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347631.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347631.htm

实验室培育的模型肿瘤可预测特定药物的治疗效果

实验室培育的模型肿瘤可预测特定药物的治疗效果由人类肠癌细胞形成的类器官三维结构。蓝色表示单个细胞的细胞核，绿色表示将每个细胞粘在一起的蛋白质，红色表示癌细胞的方向 。研究人员在实验室中培育肿瘤，以便在肠癌患者开始治疗前准确预测哪些药物对他们有效。WEHI领导的这项世界首创研究发现，在肿瘤器官组织（由患者自身组织培养而成的三维癌症模型）上进行药物测试，可以显示它们对特定癌症治疗的反应。目前正在根据研究结果开展一项临床试验，该试验将首次验证类器官药物测试是指导肠癌患者选择治疗方法的准确方法，肠癌是澳大利亚致死率第二高的癌症。WEHI领导的研究证明，类器官药物测试可以预测晚期肠癌患者对治疗的反应，准确率高达90%。这项研究是世界上首次使用源自患者的肿瘤器官组织来预先测试现有治疗方案的有效性，并为肠癌患者确定潜在的新疗法。根据这项研究成果开展的临床试验将于今年启动，以评估类器官药物测试能否彻底改变癌症患者的治疗方式。肠癌，又称结肠直肠癌，仍然是全球癌症相关死亡的第二大原因。在澳大利亚，肠癌也是第四大确诊癌症。虽然肠癌如果发现得早可以得到成功治疗，但由于缺乏症状，只有不到一半的患者在初期阶段得到诊断。这意味着患者往往在癌症扩散到身体其他部位后才被诊断出来。尽管治疗肠癌的方法越来越多，但目前预测哪种疗法对每位患者最有效的能力却很有限。肿瘤类器官是一种微型三维癌症模型，尺寸只有沙粒大小。肿瘤器官组织是在实验室中根据患者自身的组织样本培育而成的，它能模拟癌症的特征，包括对药物治疗的敏感性。在发表于《细胞报告医学》（CellReportsMedicine）的一项具有里程碑意义的研究中，WEHI的研究人员表明，通过评估肠癌患者的器官组织对特定药物的反应，该技术可以确定对个别肠癌患者最有效的治疗方法。共同首席研究员、肿瘤内科医生彼得-吉布斯教授说，这一发现可以结束目前为患者选择癌症治疗方法的试验和错误过程，并改善他们的生活质量。"吉布斯教授同时也是WEHI实验室的负责人，他说："每次给病人提供无效的治疗，都会让病人损失2-3个月的时间。成功治疗的窗口往往是有限的，因此我们必须选择成功几率最高的方案，避免其他不太可能奏效的治疗方法。我们的研究结果表明，类器官药物测试有可能改变癌症治疗的游戏规则，通过改进治疗选择，有可能彻底改变个性化医疗和临床医生与患者之间的护理"。由于可以从一个患者组织样本中培育出数百个器官组织，因此可以在实验室中测试各种不同的治疗方案。"许多晚期肠癌患者只有一到两次治疗机会。在开始治疗前了解什么方法最有可能奏效，将对他们的生存结果和生活质量产生重大影响，"吉布斯教授说。左起：彼得-吉布斯教授、奥利弗-西伯副教授和谭涛博士。作为研究的一部分，30名肠癌晚期患者的器官组织被用于在临床可行性试验中对化疗药物进行预试验。该研究的通讯作者、WEHI实验室主任奥利弗-希伯（OliverSieber）副教授说，看到这项研究取得令人鼓舞的成果，对团队来说是一个突破性的时刻，验证了团队五年多来的研究成果。"西伯副教授说："如果一种药物对肿瘤类器官没有作用，那么这种治疗对病人也没有作用，反之亦然。我们的研究表明，类器官药物检测能够预测研究患者的治疗反应，准确率高达83%。重要的是，预先测试显示出无效疗法的准确率超过90%"。研究人员还利用有机体来测试不常用于肠癌患者的化疗药物的有效性。他们发现两名患者的器官组织对一种常用于治疗乳腺癌和膀胱癌的药物很敏感。"我们不仅首次证明了类器官药物试验可以预测患者对肠癌治疗的反应，而且还在试验中为患者找到了新的治疗方案。这就是这项令人难以置信的技术的力量"。一名研究人员手持装有实验室培育的器官组织的托盘，器官组织只有沙粒大小。合作试验这项研究的第一作者陶坦（TaoTan）博士正在将研究成果转化为临床试验，今年将在维多利亚州的多家医院展开。这项研究将由澳大利亚癌症协会和斯塔福德-福克斯医学研究基金会（StaffordFoxMedicalResearchFoundation）资助，研究人员希望招募最近被诊断出患有肠癌的患者，以评估他们的肿瘤器官组织能否准确预测个人对治疗的反应。这项题为"基于患者衍生肿瘤类器官的转移性结直肠癌标准疗法预测性测试统一框架"的研究发表在《细胞报告医学》（CellReportsMedicine）上。这项研究得到了澳大利亚胃肠道试验小组（AGITG）、斯塔福德-福克斯医学研究基金会、澳大利亚癌症协会、北京基因组研究所、维多利亚州癌症理事会维多利亚州癌症生物库和维多利亚州政府的支持。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415801.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415801.htm

研究人员在实验室中培育出了与真实睾丸非常相似的器官组织

研究人员在实验室中培育出了与真实睾丸非常相似的器官组织器官组织是实验室培育的三维微型器官，主要来源于干细胞，它开辟了模拟器官模型的新途径，包括研究疾病状态和测试治疗药物。在过去十年中，我们已经看到了微型大脑、心脏、肺、胃和结肠，它们的复杂性和功能都在不断提高。不过，目前还没有模拟睾丸的类器官。以色列巴伊兰大学（Bar-IlanUniversity）的研究人员改变了这一现状，他们从新生小鼠细胞中培育出了睾丸（这是单个睾丸的意思）器官组织，并生成了与真实睾丸相似的结构。该研究的通讯作者尼赞-戈宁（NitzanGonen）说："人工睾丸是一种很有前景的睾丸发育和功能基础研究模型，它可以转化为治疗性发育障碍和不育症的应用。"睾丸发育功能障碍可导致性发育障碍（DSDs），如今通常被称为双性人，这是一组涉及基因、激素和生殖器官（包括生殖器）的罕见疾病。发育障碍还可能导致男性不育，而人们对其背后的遗传和环境机制知之甚少。研究人员从新生小鼠睾丸而非胚胎睾丸入手。与新生睾丸相比，胚胎睾丸的可用睾丸细胞更少。研究中使用的小鼠经过基因工程改造，研究人员可以跟踪Sertoli细胞的存在和状态，Sertoli细胞对睾丸的形成、精子的产生和发育（精子形成）至关重要。研究人员从四至七天大的小鼠身上采集了整个睾丸；将未成熟的睾丸细胞离解成单细胞，并在含有睾丸中正常存在的因子的培养基上重新组合。研究人员使用3D培养系统来支持更好的睾丸类器官形成和维护。到了第二天，细胞已经形成了清晰的器官样组织，并在九周的时间里继续增大，直至崩溃。睾丸由两个主要部分组成：睾丸索（后来成为产生精子的曲细精管）和间质区（曲细精管的机械支撑区和睾酮产生区）。两者都含有特定类型的细胞。21天后，器官组织包含了所有主要的睾丸细胞类型，包括Sertoli细胞，其组织方式与真正的睾丸非常相似。Sertoli细胞形成了许多类似于精曲小管的管状结构。胚胎细胞培育出的有机体图像，显示第14天时管状结构的形成尽管使用从新生小鼠身上采集的新生细胞制造睾丸器官组织相对方便，但研究人员还是尝试使用胚胎细胞，因为胚胎细胞需要从怀孕的雌性小鼠身上采集。他们的想法是这样的：新生儿细胞的用途有限，因为许多与睾丸发育和功能障碍有关的疾病都发生在胚胎阶段。利用同样的技术，他们成功地从胚胎小鼠细胞中培育出了睾丸器官组织，其管状结构比新生儿细胞培育的器官组织更加清晰。当研究人员尝试使用成年睾丸细胞时，却无法形成类器官。虽然睾丸器官组织未能产生精子，但有迹象表明这是有可能的。精子形成是一个漫长的过程，精子干细胞经过减数分裂（细胞分裂）形成精母细胞，再发育成成熟的精子。研究人员发现，器官组织中减数分裂标记的低水平表达似乎与时间有关，主要是在第21天到42天之间，这可能表明在器官组织培养的后期阶段存在少量完全成熟的精子。器官组织与真实的睾丸非常相似，这意味着它们可以用来促进我们对性别决定机制的了解，并为男性不育症提供解决方案。今后，研究人员计划利用人体样本生产类器官。例如，用人体细胞制造的睾丸类器官可以帮助正在接受癌症治疗的儿童，因为癌症会损害他们产生功能性精子的能力。他们设想收获未成熟的精子细胞，然后将其冷冻起来，用于制造可育精子的类器官。这项研究发表在《国际生物科学杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419419.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419419.htm

实验室培育的肉类首次获得FDA批准

实验室培育的肉类首次获得FDA批准UpsideFoods使用动物细胞培养技术，从鸡身上提取活细胞，并在受控环境下培养这些细胞，以制作培养的动物细胞食品，而不是使用传统的屠宰场做法。尽管有一批公司，包括MosaMeat、MemphisMeats、AlephFarms和Meatable也正在研究这项萌芽中的食品技术，但任何形式的实验室培植肉都还没有在美国销售或消费。UpsideFoods公司周三说："今天我们离你们的餐桌又近了一步，因为UpsideFoods成为世界上第一家获得USFDA绿灯的公司--这意味着FDA已经评估了我们的生产过程并接受了我们的结论，即我们培养的鸡肉可以安全食用。"虽然这一宣布意味着它可能离登陆美国社区附近的杂货店又近了一步，但在这之前仍需获得关键的批准，最重要的是来自美国农业部的批准。美国食品和药物管理局对此表示："除了满足FDA的要求，包括细胞培养部分的设施注册，该公司将需要美国农业部食品安全和检验局（USDA-FSIS）对生产机构的检查许可。"这一决定对于美国越来越多的实验室培植的肉类生产商来说是一个积极的信号。FDA表示，他们准备与更多开发培养动物细胞食品和生产过程的公司合作。实验室培植肉的倡导者和生产商认为，这最终将意味着更清洁、无药物和获取过程不残忍的肉。在其他国家，包括新加坡，实验室培育的肉类已经被批准销售和消费。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333031.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333031.htm

“细胞电耦合”：关于我们大脑如何运作的突破性假设

“细胞电耦合”：关于我们大脑如何运作的突破性假设麻省理工学院、伦敦城市大学和约翰·霍普金斯大学的研究人员发表的一篇新论文认为，网络的电场会影响神经元亚细胞成分的物理配置，以优化网络的稳定性和效率，作者将这一假设称为“细胞电”耦合。”EarlK.Miller就他最近在Picower学习与记忆研究所的工作发表了演讲。图片来源：麻省理工学院Picower研究所“大脑正在处理的信息在将网络微调到分子水平方面发挥着作用，”麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所的皮考尔教授厄尔·K·米勒（EarlK.Miller）说，他是《进步》杂志上这篇论文的合著者。与麻省理工学院和伦敦城市大学的DimitrisPinotsis副教授以及约翰·霍普金斯大学的GeneFridman教授一起获得神经生物学博士学位。“大脑会适应不断变化的世界，”皮诺西斯说。“它的蛋白质和分子也会发生变化。它们可能带有电荷，需要跟上使用电信号处理、存储和传输信息的神经元。与神经元电场的相互作用似乎是必要的。”米勒实验室的一个主要重点是研究工作记忆等高级认知功能如何快速、灵活且可靠地从数百万个单个神经元的活动中产生。神经元能够通过创建和删除称为突触的连接以及加强或削弱这些连接来动态形成电路。但是，米勒说，这仅仅形成了信息可以流动的“路线图”。米勒发现，共同代表一种或另一种想法的特定神经回路是通过有节奏的活动来协调的，更通俗地称为不同频率的“脑电波”。快速的“伽玛”波有助于传输我们视觉中的图像（例如松饼），而较慢的“贝塔”波可能会承载我们对该图像的更深入的思考（例如“太多卡路里”）。米勒的实验室表明，在适当的时机，这些波的爆发可以携带预测，从而能够在工作记忆中写入、保留和读出信息。当工作记忆崩溃时，它们也会崩溃。该实验室报告的证据表明，大脑可能会明显地操纵特定物理位置的节律，以进一步组织神经元以实现灵活的认知，这一概念称为“空间计算”。该实验室最近的其他工作表明，虽然网络中单个神经元的参与可能是变化无常且不可靠的，但它们所属的网络携带的信息稳定地由它们的集体活动产生的整体电场表示。在这项新研究中，作者将这种协调神经网络的节律性电活动模型与电场可以在分子水平上影响神经元的其他证据结合起来。例如，研究人员研究了突触耦合，其中神经元通过膜的接近程度影响彼此的电特性，而不是仅仅依赖于突触之间的电化学交换。这种电串扰会影响神经功能，包括它们何时以及是否将电信号传递给电路中的其他神经元。米勒、皮诺西斯和弗里德曼还引用了研究，显示电对细胞及其成分的其他影响，包括神经发育如何由场引导以及微管可以通过它们排列。如果大脑在电场中携带信息，并且这些电场能够配置神经元和大脑中形成网络的其他元素，那么大脑很可能会使用这种能力。作者表示，大脑可以利用场来确保网络发挥其应有的作用。用“电视迷”的话来说，电视网络的成功不仅仅在于它能够向数百万家庭传输清晰的信号。同样重要的是细节，比如每个观众家庭如何布置电视、音响系统和客厅家具，以最大限度地提高体验。米勒说，无论是在这个比喻中还是在大脑中，网络的存在都会激励个体参与者配置自己的基础设施以实现最佳参与。作者在论文中写道：“细胞电耦合将介观和宏观水平的信息连接到蛋白质的微观水平，而蛋白质是记忆的分子基础。”这篇文章阐述了细胞电偶联的启发逻辑。“我们提供了一个任何人都可以测试的假设，”米勒说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366931.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366931.htm