用活体组织创建的模仿身体部分的3D形状：研究

科学家们已经开发出一种从活体组织中重建复杂的3D折叠形状的方法，这一进展可能有助于更好地理解基本生物学。通过将机械活跃的小鼠或人类细胞制成薄层细胞外基质纤维，研究人员可以从活体组织中创建碗状、线圈状和波纹状结构。

细胞通过这些纤维网机械地协作，以可预测的方式折叠起来，模仿自然的发育过程。“开发开始成为工程的画布，通过将开发的复杂性分解为更简单的工程原理，科学家们开始更好地理解并最终控制基本生物学，”美国加州大学三藩市分校的Zev Gartner说。

“在这种情况下，机械活动细胞促进组织形状变化的内在能力是构建复杂和功能性合成组织的奇妙底盘，”Gartner说。实验室已经使用3D打印或微模塑来创建组织工程的3D形状，但最终产品往往忽略了根据发育程序生长的组织的关键结构特征。

Gartner实验室的方法使用了一种名为DNA编程细胞组装(DpAC)的精密3D细胞模式技术，以建立组织的初始空间模板，然后以复制组织在发育过程中分层组装的方式将自己折叠成复杂的形状。

加州大学旧金山分校博士后亚历克斯·休斯说：“我们开始看到，将自然发育过程分解为工程原理是可能的，然后我们可以重新定义这些原理来构建和理解组织。”Gartner说：“我对这个想法的效果和细胞行为的简单感到惊讶。”他说：“这个想法向我们表明，当我们揭示强有力的开发设计原则时，从工程的角度来看，我们能用它们做什么只是受限于我们的想象力。”

“亚历克斯能够以非常接近我们简单模型预测的方式制造出形状变化的活体建筑，”他补充道。研究人员现在好奇地想知道他们是否能将控制组织折叠的发育程序与控制组织模式的其他程序结合起来。他们还希望从胚胎发育的特定阶段获得灵感，开始理解细胞如何对体内组织折叠过程中发生的机械变化做出反应。