UC San Francisco生物工程師于12月28日發(fā)表在“ 發(fā)育細(xì)胞 ”雜志上的報(bào)道，可以用非常簡單的指示重建許多形成哺乳動(dòng)物組織的復(fù)雜折疊形狀。通過將機(jī)械活躍的小鼠或人類細(xì)胞圖案化成細(xì)胞外基質(zhì)纖維的薄層，研究人員可以從活組織中創(chuàng)造出碗，線圈和漣漪。細(xì)胞通過這些纖維網(wǎng)機(jī)械協(xié)作，以可預(yù)測的方式折疊起來，模仿自然發(fā)育過程。

“開發(fā)已經(jīng)開始成為工程學(xué)的一塊畫布，通過將開發(fā)的復(fù)雜性分解為更簡單的工程原理，科學(xué)家們開始更好地理解并最終控制基礎(chǔ)生物學(xué)，”該中心的資深作者Zev Gartner說。加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的細(xì)胞構(gòu)建。“在這種情況下，機(jī)械活性細(xì)胞促進(jìn)組織形狀變化的內(nèi)在能力是構(gòu)建復(fù)雜和功能性合成組織的絕佳底盤。”

實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)使用3D打印或微成型技術(shù)為組織工程創(chuàng)建3D形狀，但最終產(chǎn)品往往錯(cuò)過了根據(jù)發(fā)育計(jì)劃成長的組織的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征。Gartner實(shí)驗(yàn)室的方法使用精確的3D細(xì)胞圖案技術(shù)，稱為DNA編程的細(xì)胞組裝(DPAC)，以建立組織的初始空間模板，然后將自身折疊成復(fù)雜的形狀，以復(fù)制組織在開發(fā)過程中如何組織自身的層次結(jié)構(gòu)。

“我們開始看到有可能將自然發(fā)育過程分解為工程原理，然后我們可以重新建立和理解組織，”第一作者，加州大學(xué)舊金山分校的博士后研究員Alex Hughes說。“這是組織工程中一個(gè)全新的角度。”

“令我驚訝的是，這個(gè)想法的效果如何，細(xì)胞表現(xiàn)如何，”Gartner說。“這個(gè)想法告訴我們，當(dāng)我們揭示強(qiáng)大的發(fā)展設(shè)計(jì)原則時(shí)，我們從工程角度來看它們只能受到我們的想象力的限制。亞歷克斯能夠制作出形狀變化的生活結(jié)構(gòu)，其方式非常接近于我們簡單的模型預(yù)測。“

Gartner和他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在很想知道他們是否可以將控制組織折疊的發(fā)育計(jì)劃與控制組織圖案的其他人一起縫合。他們還希望開始了解細(xì)胞如何在體內(nèi)組織折疊過程中發(fā)生的機(jī)械變化進(jìn)行分化，從胚胎發(fā)育的特定階段中獲取靈感。