Organs-on-a-Chip：模擬大腦用于理解帕金森癥
根據最近發表在《Organs-on-a-Chip》雜志上的一項研究，模仿受帕金森氏病影響的腦細胞的設備可以幫助尋找新的治療方法。主要作者Jens Schwamborn說：“我們創造了一種人類神經元，該神經元處于與人類大腦相似的環境中。這可以幫助我們更深入地了解帕金森氏病的發生情況，并開發出更有效的治療方法。”
全球生物醫學研究人員正在開發這些軟件，以模擬器官和器官系統的活動和運作。希望通過在這些設備上測試藥物和療法，希望可以減少動物測試，加速藥物開發和開發個性化藥物。而Schwamborn團隊開發的設備就是一個典型的例子。
芯片上的器官裝置通常由透明的聚合物或玻璃制成，并帶有包含活細胞的小通道。流體流經通道以模仿器官的環境。該團隊采用了現有技術，以創建三維（3-D）人工神經元，其中流體連續長時間連續流動。 Schwamborn指出：“芯片設備的細胞培養通常是在2D模式下進行的。為了更接近大腦的實際情況，神經元必須處于3D環境中。”
連續流的引入被認為可以在通道中生長更多真實的神經元細胞，同時還創造出一種更類似于大腦真實神經元的環境。這些修改使該設備與允許進行自動化實驗的系統兼容。這樣可以并行進行多個實驗，從而節省了時間和金錢，并加速了生物醫學研究。
帕金森氏病影響全球超過1000萬人。患有這種疾病的人會遭受中樞神經系統的損害。許多神經元死亡，包括那些釋放多巴胺的神經元。這些多巴胺能神經元的死亡是帕金森氏病患者表現出疾病特征和令人衰弱的身體癥狀的主要原因。
為了研究帕金森氏病的真實情況，需要重建多巴胺能神經元。干細胞技術的普及使得可以通過誘導干細胞分化為許多不同類型的細胞。通過這種方法，作者開發了一種重建受帕金森氏癥影響的多巴胺能神經元的方法。 Schwamborn和他的團隊依靠此方法來培養按神經元通道排列的多巴胺能神經元。
Schwamborn的團隊重新設計了一種稱為OrganoPlate的可商業化和自動化的芯片器官產品。他們使用了一系列建模技術來優化媒體通道的大小，以便它們可以長時間連續接收流體。與其他用于制造芯片設備的方法相比，該方法使神經元細胞培養物能夠生長，并且能夠更好地模擬人腦中的血流。
一旦制造完成，該團隊通過使用該設備成功培養人多巴胺能神經元來證明該設備的生物相容性。由于它們以連續流動的方式進行培養，因此現在對條件進行了優化以模仿正常和患病的人腦的條件。希望該技術也可以應用于優化芯片設計，以便可以培養其他類型的細胞。
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