新闻 | 首个人类乳腺泌乳模型问世,ETH苏黎世3D打印出“迷你母乳工厂”



新闻 | 首个人类乳腺泌乳模型问世,ETH苏黎世3D打印出“迷你母乳工厂”


虽然人类母乳是为婴儿量身定制的天然“超级营养液”,但令人惊讶的是,科学界至今仍对其在乳腺中如何合成的机制知之甚少。为了揭开这一关键生命过程的面纱,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)组织工程与生物制造学教授 Marcy Zenobi-Wong 领衔的研究团队,开发出一种能在实验室中泌乳的3D 打印人类乳腺组织模型。


这项成果不仅为乳汁生成机制研究提供了革命性平台,还可能开启对母乳喂养障碍、药物安全性、乳腺癌机制等问题的全新探索路径。


花瓣素材_3D模型打印机操作的特写场景。_159679184.jpg


利用母乳中的细胞,构建可“泌乳”的微型乳腺模型

研究团队从母乳中提取天然存在的乳腺上皮细胞(mammary epithelial cells),这些细胞原本就来自于泌乳期乳腺组织,并会随母乳一起排出体外。通过特殊的3D 生物打印工艺,研究者将这类细胞“种植”到模拟乳腺导管的三维结构中,成功在实验室中复刻了人类乳腺内的关键结构。


这项突破性的打印技术被称为体积生物打印(volumetric bioprinting):激光从不同角度照射到一种液态凝胶中,当特定区域接受到足够剂量的光照,材料就会在短短几秒钟内定向硬化,从而构建出类似于乳腺腺泡和导管的小型三维结构。


打印所用材料源自牛乳腺组织提取物,其生物成分与人类乳腺相似,适合作为细胞“生长温床”。更令人振奋的是,研究者观察到,这些上皮细胞在模型中开始分泌典型乳汁成分,如 β-酪蛋白(β-casein)和乳脂球。


“最初我们并不确定这些细胞是否真的能生长,更别说泌乳了,”本研究第一作者、博士生 Amelia Hasenauer 表示,“经过多次试验,我们才摸索出适宜的培养条件。很多同行都对这些母乳细胞能长成组织感到惊讶。”


不造人造奶,而是为基础科学建模

尽管模型中确实生成了一些乳汁成分,Zenobi-Wong 教授强调,他们的目标不是制造人工母乳。

“乳汁成分极为复杂,包含上百种物质,从蛋白质、脂肪、糖类,到免疫细胞和微生物都涵盖其中。我们目前仅迈出了第一步。”她指出。


Hasenauer 补充说:“这个模型的真正意义在于,它为我们提供了一个首次能在体外控制观察泌乳细胞行为的平台。我认识不少女性都在哺乳过程中遇到困难,这一模型未来有望帮助找到根源。”


该模型也可用于研究药物、化学物质对泌乳过程的影响,甚至拓展至乳腺癌研究和组织修复应用。Zenobi-Wong 表示,下一步是提升打印效率,从而收集更多泌乳数据,用于高通量分析。


模型来自母乳细胞,为女性健康研究打开全新大门

这项工作也再次凸显了女性生理研究领域的空白。“从子宫内膜异位、产后乳腺炎,到不孕症……仍有太多女性健康问题被长期忽视。”Zenobi-Wong 教授表示。相比传统的动物实验或侵入式采样,她的团队利用“天然流出体液”——母乳中自带的乳腺细胞建立模型,伦理门槛低、操作简便、数据真实可控,有望成为女性健康研究的范式转变。


她和团队期待,这种模型不仅能推动哺乳机制研究的进展,也能为长期被忽视的女性身体过程赢得更多科学关注与资源投入。


故事来源:

网络收集

您可能也喜欢

我們會盡快聯繫您

輸入您的資料,我們會盡快聯繫您
  • 三代試管嬰兒
    捐精捐卵+試管嬰兒
    第三方輔助生殖諮詢(須符合當地法律)
    其他