宇航员在太空中培养肝脏，微重力可能有助于他们茁壮成长

研究人员认为，微重力可以帮助培养肝脏“类器官”，有一天可以用于医学研究，甚至移植手术。

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微型肝脏将在国际空间站上飞行，进行一项即将进行的研究，研究微重力是否可以促进血液供应充足的健康组织的生长。

科学家表示，这项努力有可能带来用于移植手术的个性化、太空生长的组织和器官。在即将进行的两项实验中，研究人员计划测试肝脏组织在微重力下的生长情况，并试验旨在保持该组织存活但在返回地球过程中过冷的新技术。

“我对这些组织的最终目标是，如果它们正在做我们想象的事情，并希望它们能够在微重力的帮助下变成这样，那就是使用这些组织进行治疗，”博士说。 Tammy Chang，旧金山加利福尼亚大学外科教授。张告诉《生活科学》杂志，组织可以移植来治疗各种肝功能疾病和紊乱。

在地球上的实验室培养皿中生长组织可能具有挑战性，部分原因是重力将细胞拉至与培养皿或培养皿的底部接触。重力还会使细胞受到剪切应力，因为为了使细胞在生长过程中保持悬浮，需要搅动培养皿。毕竟，在自然界中，当胚胎漂浮在子宫内的羊水中或卵子提供的液体垫中时，器官就会在发育中的胚胎中出现。

这些始终存在的重力挑战促使研究人员开发旋转生物反应器，通过快速旋转来模拟低重力环境。这使得组织和微型器官或“类器官”在人工条件下生长，但这些旋转的血管也会对组织施加压力，特别是当它们内部的细胞簇变大时。

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张和同事认为，类器官在像国际空间站那样的持续、高质量的微重力环境中可能会生长得更好。

“这些类器官的直径通常为 200 微米，即 0.2 毫米（0.008 英寸），将能够进一步组织并相互作用，以发育出更大的组织，特别是血管化的组织，”说Chang 周二（10 月 22 日）在旧金山举行的 2024 年美国外科医生学会临床大会上展示了她的研究成果。血管化组织充满了许多血管。

为了培养太空时代的肝脏类器官，张和她的团队使用“诱导多能干细胞”，这是一种被重新编程为干细胞的成体细胞，可以产生不同类型的组织。然后，研究人员诱导这些工程干细胞转化为肝细胞，并在一个名为 Tissue Orb 的特殊球形生物反应器中培养细胞。这个球形反应器的中心有一个模仿血管的中央管道。用这种循环系统培育类器官是生长更大组织的关键。

“我们的想法是，主室中的这些类器官可以与中央导管结合并相互作用，并形成更复杂、更大的血管化组织，”张说。

即将进行的肝脏组织实验将于 2025 年初飞往国际空间站。这些组织将在国际空间站上生长两周，然后被固定在防腐剂溶液中，以便返回地球进行分析。第二次实验可能会在 2025 年晚些时候或 2026 年初进行，将测试一个过冷系统，用于将活组织带回地球。

这些微型肝脏并不是国际空间站上培育的第一个类器官。研究人员正在使用太空生长的类器官来研究大脑如何衰老、癌症如何发展以及对药物如何反应等问题。

在空间站上进行实验是多年工作的顶峰，张说：“在国际空间站上进行实验是非常令人兴奋的。”