您想要的人工组织结构可以在将来根据需要进行定制

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在地球上的生物进化过程中，科学家们一直试图找出最原始的单细胞生物是如何进化成多细胞生物和具有组织和器官的高等生物的答案，其中人工组织是研究方法之一。

最近，哈尔滨工业大学化学工程与化学学院的韩小军教授和他的团队成员李清川、李书斌在国际知名期刊《自然通讯》上发表了一篇论文，称该团队利用程序磁控方法构建了一个形状可控的人工组织，为研究多细胞生物的进化提供了一个有价值的模型。这一医学与工程相结合的学术成果设计新颖，在合成生物学、组织工程、生物医学工程等领域，以及在修复受损生物体、筛选抗癌药物和深入探讨恶性肿瘤形成机制等方面，将具有广阔的应用前景。

“细胞样”选自巨大的磷脂囊泡

在地球生命的进化过程中，组织或器官是由以特定的空间隔排列的细胞组成的，这些细胞通过整体行为表现出比单个细胞更高的生物功能，这是生物多样性形成的关键因素。韩小军说，基于人工细胞的组织构建研究可以为人类了解多细胞生物的内心世界打开一扇“窗”,并为设计和构建可植入体内的人工组织奠定理论基础。

目前，“细胞样”结构，如脂质体、聚合物和油包水液滴，已经在国内外实验室中用于制造人工组织。然而，大多数目前的组织样结构是一些“细胞样”结构的无定形聚集体。研究已经证实，巨大的磷脂囊泡是细胞的理想模型，但是科学家们多年来一直在努力将大量的巨大磷脂囊泡组装成编码在空之间的组织样结构，以模仿自然组织。

组装成各种形式的组织状结构

韩小军解释道:“组织、器官和系统的形成是基于细胞的分裂、分化和生长。只有分化成特定的细胞和器官，生命活动才能更有效地进行。”不仅如此，多细胞生物的优势还体现在抵御突发事件的能力上，这与原始部落中人们群居的情况相似。当面对野生动物的入侵时，如果部落中的个体被单独留下，他们将不可避免地逃脱被猎杀的命运。

在这项研究中，韩小军团队用高渗和低渗溶液模拟了“野兽”的角色，并对由单细胞和多细胞组成的人工组织发起了“攻击”，发现单细胞很快断裂并被破坏；然而，由多细胞细胞制成的人造组织是坚不可摧的，表现出岩石般的稳定性。这一现象表明由多个细胞组成的组织群体具有强大的集体力量。

根据磁阿基米德效应，顺磁性介质的引入可以增强反磁效应，并驱使反磁性物质移动到局部磁场最弱的区域。借鉴这一原理，韩小军团队率先调整不锈钢网内的网格形状和网格距离，利用巨大的磷脂囊泡作为人工细胞，将其组装成特定空排列的各种组织形式，包括三角形、正方形、圆形，甚至类似古代硬币的圆形方孔。通过控制施加磁场的空位置和时间顺序，可以精确地调节和控制各种人工细胞的空排列，使得它们可以呈现各种组织样结构。

人们期望它能“定制”具有复杂功能的便携式器官

除了帮助人们了解生命的起源，这项关于多细胞人工组织的研究也将在维护人类健康方面发挥作用。如今，随着人们生活水平的日益提高，暴饮暴食、吸烟饮酒、工作压力剧增、日常生活严重紊乱等不良习惯层出不穷，给人类健康带来了极大的危害。例如，在医院中，有大量的危重患者因为疾病的终末期而等待心脏、肝脏、肾脏、大肠和小肠等器官的置换，但器官移植的供体极其稀缺，手术风险巨大，预后效果难以预料。

体外构建人工组织并赋予其活力有望在制备可用于临床移植的人工器官方面迈出一大步。在不久的将来，功能复杂的“定制”器官将被植入人体而不是真正的器官，从而从根本上突破器官不足的“瓶颈”。在这项研究中，韩小军的团队混合了两种人工细胞来“构建”人工组织。一个人工细胞中生化反应产生的产物可以扩散到另一个细胞，引起生化“相互作用”，从而获得具有信号传递功能的人工组织。这使得科学家有可能让具有更复杂功能的人工组织“梦想成真”。

韩小军教授指出，虽然人工组织生产和功能模拟取得了初步进展，但要合成具有自主功能的人工器官还有很长的路要走，根据现有的科学研究成果，有必要向更复杂、更精细、更接近生物功能的方向迈进。(记者李丽云通讯员易晓峰)