对于海星或蝾螈等以其再生“超能力”而闻名的生物来说，重新长出缺失的肢体并不是什么大不了的事。
但人类呢？
您体内的各个细胞在磨损时会不断被更换。例如，皮肤的外层脱落大约每四个星期。
然而，再生完整的器官和身体部位超出了人类生物学的范围。尽管如此，近年来，科学家们已经成功培育出一系列复制品人体部位在实验室里。这些包括微型器官，或类器官，从干细胞中生长出来，并且器官芯片模型中，来自特定组织的细胞在信用卡大小的设备上生长，模拟体内器官的生理条件。
这些方法使科学家能够以动物模型不可能达到的精确度来研究健康和疾病期间的人体器官。因此，希望他们能够帮助加快新药开发。
以下是一些最近的例子。
输卵管
2015年，科学家们在实验室培养皿中使用干细胞来培养人类输卵管的最内层细胞层，输卵管是连接卵巢和子宫的结构。在随附的陈述研究人员将所得的类器官描述为具有真实的全尺寸输卵管的特征，例如其特征形状。他们甚至能够识别类器官持续生长所需的两条信号通路，这意味着科学家可以对它们进行更长时间的研究。
脑
过去十年，研究人员在实验室中开发出了越来越复杂的微型 3D 版本的人脑，或“迷你大脑”。科学家们已经制作出迷你模型人类胚胎大脑和脊髓，有自己的迷你大脑自己的一双眼睛和专门生长的模型胎儿脑组织。大脑类器官甚至在太空中生长，以研究加速衰老和神经系统疾病的发展，例如阿尔茨海默病。
心
2024年，科学家利用干细胞进行生长实验室里的迷你人类心脏。这些复制品心脏比一粒米还小，具有血管和人类心脏中常见的所有细胞类型。他们甚至像真的一样跳动。
另外，研究人员还在开发所谓的芯片心脏设备学习心脏病，以及如何心受伤后痊愈，并评估新药的安全性和有效性。此类模型也曾被发送到太空破译微重力如何影响心脏。
肾
2015年,科学家在实验室里培养了一个迷你肾脏。这种类器官包含人类肾脏中发现的所有不同细胞类型，是使用生长诱导化学物质的组合从干细胞中生长出来的。在相关研究中开发它的团队表示，它类似于发育中胎儿的肾脏，可用于药物测试。陈述。
肺
研究人员成长了实验室中的 3D 肺类器官发育出称为支气管的气道结构和称为肺泡的小肺囊。
“这些微型肺可以模仿真实组织的反应，并将成为研究器官如何随着疾病形成和变化以及它们如何对新药物做出反应的良好模型，”贾森·斯彭斯共同高级研究作者、密歇根大学医学院内科、生物医学工程以及细胞和发育生物学教授在一份报告中说陈述。微型肺在实验室中存活了 100 多天。
胃
2014年，科学家们在实验室培养皿中培育出迷你胃。这些类器官需要大约一个月的时间才能发育并形成“椭圆形的中空结构”，其内部有褶皱，就像在人类胃中看到的那样，吉姆·威尔斯是它的开发者之一，也是辛辛那提儿童医院医学中心的发育生物学教授，告诉生活科学。
这些小胃的直径约为 0.1 英寸（3 毫米），对于科学家研究某种名为“细菌”的细菌的影响特别有帮助。幽门螺杆菌这导致胃病，威尔斯说。
这是因为幽门螺杆菌他说，动物受试者的行为与人类不同。
阴道
2014年，一项研究发表在杂志上柳叶刀描述了成功移植实验室培育的阴道在四名 13 岁至 18 岁之间的青少年患者身上进行了实验。这些类器官是通过在实验室的阴道形状支架上培养患者的细胞而产生的。它们被移植到患者体内，希望能够纠正阴道和子宫缺失或发育不全的先天性缺陷。
研究小组报告说，移植手术后的八年里，这些青少年每年都会接受检查，在此期间，器官功能正常，可以进行无痛性交。
近十年后，科学家们开发出了世界上第一个“阴道芯片该装置长约 1 英寸（2.54 厘米），含有活的人类细胞，可以接种通常存在于人类阴道中的细菌。
阴茎
科学家们还在实验室中利用兔子的细胞培养了阴茎勃起组织。实验室培育的阴茎2014年开发，可以移植到雄性兔子体内，雄性兔子随后成功交配。目的是这些阴茎类器官可以提供给腹股沟受伤或先天畸形的男性，例如在战斗中受伤的士兵。
然而，当时该研究仍处于实验阶段，需要美国食品和药物管理局（FDA）的批准，团队才能扩展其工作并纳入人体组织和受试者。
耳朵
科学家们已经3D打印人耳它们是由活细胞在耳形模具周围生长约三个月制成的。该模具是通过使用 3D 软件对儿童的耳朵进行建模，然后将模型发送到 3D 打印机来创建的。
然后，研究人员在 3D 打印模具中植入活牛耳细胞混合物以及来自鼠尾的胶原蛋白，以支持细胞生长。然后，将人造耳植入老鼠体内一到三个月，同时科学家评估这些器官在生长过程中大小和形状的变化。下一步将研究人耳细胞的使用，而不是牛耳细胞。希望最终能够为患有先天性耳聋的儿童制造出一只替代耳朵。小耳畸形，一种先天性畸形，外耳发育不正常，通常导致听力损失。
冒号
2024年，科学家创造了逼真的 3D“小冒号”来自小鼠干细胞，这些细胞在实验室培养皿中使用生长诱导化学物质刺激成熟。
然后，研究小组通过打开组织中特定的癌症相关基因，在类器官中引发结直肠癌。这些肿瘤可以在实验室培养皿中生长数周，类似于小鼠中观察到的癌症。这使得研究人员能够比以往更详细地研究疾病的发展。
接下来，该团队计划使用结直肠癌患者的细胞来培养这些小冒号，以使这项工作更适用于人类。
睾丸
微型 3D 版本的睾丸也出现在科学家在实验室培育的身体部位列表中。
类器官首次生长2024年 在生长诱导化学物质的帮助下从小鼠细胞中提取。它们在实验室培养皿中存活了长达九周，并且看起来非常像真实的东西。研究人员表示，这些类器官可用于研究睾丸功能受到阻碍的情况，例如性发育障碍和男性不育症。
胎盘
科学家还在实验室中模拟了胎盘，以研究该器官在怀孕期间如何发育以及导致严重并发症的原因。
2018年，科学家们创造了由多种细胞和器官结构组成的3D微型胎盘。这些类器官甚至分泌可以产生积极结果的激素在非处方妊娠测试中，研究人员发现。
六年后，同一个团队使用了一个稍微更先进的模型来识别对生命至关重要的蛋白质。胎盘健康发育。这些蛋白质影响血流和胎盘在子宫中的植入。更多地了解其功能障碍可以为妊娠期疾病提供重要的见解，例如先兆子痫，团队表示。
结膜
研究人员制作了眼睛的 3D 模型透明的保护性外膜— 一种称为结膜的结构。
该类器官是使用来自器官捐赠者和接受眼科手术的患者提供的结膜组织干细胞创建的。该类器官包含通常在人类结膜中发现的所有不同类型的细胞，包括产生富含粘液的眼泪所需的细胞。它甚至含有一种以前在结膜中未发现的表面细胞，但已被证实。与过敏有关。
随着进一步的发展，研究人员希望这种类器官最终能够用于为眼睛烧伤或癌症患者制造替代结膜。
科学家们还开发出了一种生长方法视网膜 3D 模型，或眼睛后部的感光区域，以快速且一致的方式。这些类器官可用于开发新疗法研究小组表示，对于视网膜退行性疾病。
血管
实验室培育的身体部位清单中的另一个新成员是血管。 2024年，科学家创造了“血管芯片“它模仿了血管的形状并展示了血液如何流经血管。
该 3D 模型包含排列人体血管的细胞以及支撑它们的物理框架。
研究小组希望将其用于研究蛇毒的潜在致命影响，并加速新型抗蛇毒血清的开发。
瘤
科学家还在实验室中模拟了人类肿瘤。2024年，例如，一个研究小组培育了以下类器官：胶质母细胞瘤，这是最具侵袭性的脑癌类型。他们使用这些模型快速准确地测试这些类型的肿瘤如何响应CAR T细胞疗法— 一种涉及重新编程患者的治疗免疫系统来攻击癌细胞。
研究小组在一份报告中表示，此类模型很有用，因为很难在细胞水平上准确测量患者对特定癌症治疗的反应。陈述。这是因为你无法从大脑中获取常规组织样本，并且很难区分肿瘤生长和与治疗相关的炎症。磁共振成像（核磁共振）扫描，他们说。
