研究人员首次建立了人类女性生殖周期的实验室模型。
如今，生物工程的研究者们第一次创造出了带有所有激素的女性生殖系统微型实验室模型。这个“芯片上的器官”（organ-on-a-chip）3D系统可能会增强我们对习惯性流产病因的认知，并为研究避孕与其它药物的开发提供动力。这项研究成果也使医学朝着未来迈进了一步，使未来的生育专家可以把培养的某位女性的细胞放入该该芯片系统，从而确定最佳治疗方案。
为了模拟女性的生殖系统，美国西北大学Teresa Woodruff领导的研究团队将实验室中培养的来自人类与小鼠身上五个器官的细胞种在相互连通的立方体网络上。这些立方体上细胞的营养供应是管道提供的，管道中有血液与激素流过，这模拟了人体的体液流动。还有阀门与泵一同控制着它们的压力与气流。这样的环境使细胞们能够存活28天，即一个标准生殖周期，而在培养皿中这些细胞会在自己的细胞代谢废物中窒息死亡。
研究人员在这个芯片系统中注射了垂体激素后，整个系统开始了激素交流，细胞分泌出不同水平的雌激素，孕激素也在一个典型的月经周期内出现，女性生殖器官之间出现了信号交流。该研究团队还模拟了排卵期和怀孕早期的激素水平，他们创造出了有望帮助人们了解如何保胎的工具。他们的研究成果发表在今天（2017年3月29日）的《自然通信》（Nature Communications）杂志上。Woodruff说：“这不仅代表了细胞培养技术的革命，这也是生殖系统与相关疾病研究的发展。”
这个芯片上的月经循环系统（menstrual-cycle-on-a-chip system）包含了小鼠卵巢细胞，还有通过子宫切除获得的人类输卵管，子宫内膜，宫颈的细胞（虽然无法使用人类卵巢细胞，但小鼠卵巢细胞能够产生同样的激素）。该系统内还包含有人类肝脏细胞，这是因为肝脏可以分解代谢掉许多药物。这项研究建立在麻省理工学院Linda Griffith和她的同事们的早期研究上，后者是由美国国防高级研究计划局（the Defense Advanced Research Projects Agency）资助，目的在于开发出一个“芯片上的肝脏。”。“芯片上的月经”研究团队大大地扩展了这项技术，他们中其它的研究小组打算将当前的这项设计应用在生殖周期的建模上。
这项新的芯片系统作为女性解剖的完美代替还远远不够。美国范德堡大学医学院（Vanderbilt University School of Medicine）的妇产科教授Kevin Osteen没有参与这项研究，但她也从事其它的生殖系统芯片模型的研究工作，对此她表示：“目前芯片上的组织还无法解释类似于早年生活接触毒性物质是否会影响未来生殖系统健康的问题。”新的芯片系统没有将胎盘这种对于怀孕起到了至关重要支持作用的组织包括在其中，也没有将由于病毒感染引起的炎症如何影响到生殖器官的因素纳入其中。不过，Woodruff说，她们开发出的这项系统为各种情况下的研究打开了可能性，例如宫颈疾病，由于小鼠宫颈细胞与人类宫颈细胞完全不同，因此这些疾病无法使用小鼠造模。她还补充道说：“这个系统将允许我们使用过去无法实现的方法来研究子宫感染。”
翻译：闫亢
审校：张哲
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